(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、前記ケーシング内に設けられ、複数の羽根を有する羽根車とを備え、流量の増加に対して揚程が減少する特性を備えた斜流ポンプであって、
前記複数の羽根は、前記羽根車の回転軸を含む断面において前記ケーシングの内周面に対向する部分が外側に凸な円弧形状を有し、
前記ケーシングの内周面は、前記複数の羽根に対向する区間の前記断面において内側に凹な円弧形状を有し、
複数の溝が、前記区間の少なくとも一部で前記ケーシングの内周面に形成される、斜流ポンプ。
【請求項２】
前記複数の羽根の取付角度を変化させる角度可変機構をさらに備える、請求項１に記載の斜流ポンプ。
【請求項３】
前記複数の溝は、前記区間以外では前記ケーシングの内周面に形成されない、請求項１または２に記載の斜流ポンプ。
【請求項４】
前記複数の溝のそれぞれの幅は、６ｍｍ以上であり、
前記幅の合計は、前記羽根車の入口側の前記複数の溝の端部において、前記ケーシングの内周面の周長の１３．４％〜３５％である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の斜流ポンプ。
【請求項５】
前記複数の溝のそれぞれの深さは、前記羽根車の入口側よりも前記羽根車の出口側で大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の斜流ポンプ。
【請求項６】
前記複数の溝は、前記羽根車の回転軸を含む平面に対して傾いて形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の斜流ポンプ。
【請求項７】
前記複数の溝は、前記羽根車の回転軸を含む平面に対して、前記複数の羽根が該平面に対してなす角度に対応する角度をなすように形成される、請求項６に記載の斜流ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械は、ケーシング内に設けられた羽根車を用いて、羽根車の回転の機械的なエネルギーとケーシング内を流れる流体のエネルギーとの変換を実現する機械の総称である。例えば、ターボポンプは、羽根車を回転駆動することによってケーシング内を流れる液体に圧力を与えるターボ機械である。他にも、気体に圧力を与えるターボ機械（例えば、送風機および圧縮機）、および流体の圧力を羽根車の回転に変換するターボ機械（例えば、水車、風車およびタービン）が存在する。
【０００３】
上記のようなターボ機械では、さまざまな要因で、機械内の流体の流れに不安定な特性が発生する場合がある。例えば、ターボポンプの場合、通常は流量の増加に対して揚程が減少し、これによって安定的な運転が可能になっているが、ある流量域ではこの関係が逆転し、流量の増加に対して揚程も増加する、いわゆる右上がり特性が生じる。右上がり特性が発生する流量域では運転が不安定化し、さらには機械内で流体の塊が自励振動するサージングが発生する可能性もある。このような不安定な特性が生じる原因の一つは、低流領域において羽根車の入口付近で発生する再循環流である。
【０００４】
このような現象を抑制する方法として、従来から、羽根の存在領域でケーシングの内周面に複数の深い溝を形成するケーシングトリートメントと呼ばれる方法が知られていた。さらに、例えば特許文献１〜３では、羽根車の入口を含む領域でケーシングの内周面に複数の浅い溝を形成する技術が提案されている。特許文献１〜３に記載された技術によれば、溝を羽根車の入口付近の再循環流発生場所まで延ばすことによって、浅い溝でも十分に再循環流の発生を抑制する効果を得ることができる。この技術では、従来のケーシングトリートメントに比べて浅く溝が形成されることによって、溝を形成したことによるターボ機械の最高効率の低下幅を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８８４８８０号公報
【特許文献２】特許第３８６２１３５号公報
【特許文献３】特許第３８４１３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば特許文献１の図５などを参照すれば明らかなように、上記のような技術は、縦断面（羽根車の回転軸を含む断面）における羽根の外側の形状がストレートまたは内側に凸である場合に適用される。特許文献１〜３には明示されていないが、この場合、羽根の取付角度を可変にすることはできない。これに対して、羽根の取付角度を可変にする場合には、縦断面における羽根の形状は外側に凸になり、ケーシングの内周面の形状はこれに対応して内側に凹になる。このように羽根および内周面の形状が変化した場合には、再循環流の発生状態も変化する。従って、例えば羽根の取付角度を可変にしたターボ機械において、特許文献１〜３に記載されたような従来の技術によって不安定な特性を効果的に改善できるとは限らない。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされた。本発明の目的の一つは、縦断面において羽根が外
側に凸な形状を有するターボ機械において、再循環流のために生じる不安定な特性を効果的に改善することが可能な、新規かつ改良されたターボ機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある観点によれば、ケーシングと、ケーシング内に設けられ、複数の羽根を有する羽根車とを備えるターボ機械が提供される。上記ターボ機械において、複数の羽根は、羽根車の回転軸を含む断面において外側に凸な形状を有し、ケーシングの内周面は、複数の羽根に対向する区間の断面において内側に凹な形状を有し、複数の溝が、上記区間の少なくとも一部でケーシングの内周面に形成される。
【０００９】
上記のターボ機械では、溝が、羽根とケーシングの内周面との間のクリアランスにおける再循環流の発生を抑制し、再循環流が主流と干渉することによる損失を低減することができる。羽根が外側に凸な形状を有するターボ機械では、再循環流による損失が不安定な特性を発生させているため、損失を低減することによって、不安定な特性を効果的に改善することができる。
【００１０】
上記のターボ機械は、複数の羽根の取付角度を変化させる角度可変機構をさらに備えてもよい。上述した課題は、羽根およびケーシングの内周面の形状によって生じるものである。従って、上記のターボ機械において羽根の取付角度が可変であることは必須ではなく、羽根の取付角度が可変ではない場合にも、上記のターボ機械の構成は有効でありうる。
【００１１】
上記のターボ機械において、複数の溝は、上記区間以外ではケーシングの内周面に形成されなくてもよい。溝を上記区間の外側、例えば羽根車の入口外側まで延長することで羽根車の入口付近での再循環流の発生を抑制することも可能であるが、ターボ機械の最高効率の低下幅を最小化する観点からは、最小限の長さで溝を形成し、上記区間以外では内周面に溝を形成しなくてもよい。
【００１２】
上記のターボ機械において、複数の溝のそれぞれの幅は、６ｍｍ以上であり、幅の合計は、羽根車の入口側の複数の溝の端部において、ケーシングの内周面の周長の１５％〜３５％であってもよい。また、複数の溝のそれぞれの深さは、羽根車の入口側よりも羽根車の出口側で大きくてもよい。溝の容積が大きいほどターボ機械の最高効率は低下するため、例えば溝の深さが再循環流の抑制に与える影響が小さい羽根車の入口側では、出口側よりも溝を浅くしてもよい。
【００１３】
上記のターボ機械において、複数の溝は、羽根車の回転軸を含む平面に対して傾いて形成されてもよい。この場合、複数の溝は、羽根車の回転軸を含む平面に対して、複数の羽根が該平面に対してなす角度に対応する角度をなすように形成されてもよい。これによって、ターボ機械において再循環流のために生じる不安定な特性を改善しつつ、最高効率の低下幅を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るターボ機械の縦断面図である。
【図２】図１に示したターボ機械の透視斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における右上がり特性の改善について説明するためのグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るターボ機械の透視斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施例における流量および揚程の関係を示す特性曲線のグラフである。
【図６】図５に示したグラフに、さらに効率および軸動力を示す特性曲線を重畳したグラフである。
【図７】本発明の第２の実施例における流量と揚程、効率および軸動力との関係を示す特性曲線のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るターボ機械の縦断面図である。図１を参照すると、本実施形態に係るターボ機械であるターボポンプ１は、ケーシング２と、羽根車３と、角度可変機構５とを含む。ケーシング２内に設けられる羽根車３は、複数の羽根４を有する。羽根４は、図示された縦断面、すなわち回転軸ＲＡを含む断面において、外側に凸な形状を有する。一方、ケーシング２の内周面２ｓは、縦断面において、羽根４に対向する区間ＳＣで内側に凹な形状を有する。図示されているように、区間ＳＣにおいて、羽根４の凸な形状と、内周面２ｓの凹な形状とは、互いに対応している。なお、本明細書では、回転軸ＲＡに近い側を内側、回転軸ＲＡから遠い側を外側という。角度可変機構５は、羽根４の取付角度を変化させる。さらに、ターボポンプ１では、区間ＳＣの中央部で、内周面２ｓに複数の溝６が形成される。
【００１７】
図２は、図１に示したターボ機械の透視斜視図である。なお、図２では、ケーシング２は、区間ＳＣの内周面２ｓを除いて図示されていない。図２には、内周面２ｓに形成される溝６の長さＬ、幅Ｗ、および深さＤが示されている。溝６の長さＬは回転軸ＲＡを含む平面内で定義され、幅Ｗは当該平面に垂直な方向で定義される。また、複数の溝６は、内周面２ｓの周方向に配列される。従って、回転軸ＲＡに沿った方向で矢視した場合、溝６は、回転軸ＲＡを中心とする放射線上に形成されている。
【００１８】
ここで、図示された例において、溝６は矩形断面を有する。また、深さＤは、羽根車３の入口側から出口側まで一定である。しかしながら、本実施形態は必ずしもこのような例には限定されない。例えば、深さＤは、羽根車３の入口側よりも出口側で大きくなっていてもよい。溝６の容積が大きいほどターボポンプ１の最高効率は低下する。従って、例えば羽根車３の入口側では溝６の深さＤが再循環流の抑制に与える影響が小さいのであれば、入口側では出口側よりも溝６を浅くすることによって、ターボポンプ１の最高効率の低下幅を小さくしてもよい。
【００１９】
図３は、本発明の第１の実施形態における右上がり特性の改善について説明するためのグラフである。図３には、ターボポンプの流量Ｑと揚程Ｈとの関係を示す特性曲線が示されている。実際の揚程Ｈｐｕｍｐの特性曲線では、流量Ｑが限界流量ＱＲよりも少ない流量域において、流量Ｑの増加に対して揚程Ｈｐｕｍｐが増加する右上がり特性がみられる。ここでは、このような特性が発生する原因を、揚程Ｈｐｕｍｐを理論揚程Ｈｔｈおよび揚程損失Ｈｌｏｓｓを用いて表現した以下の式（１）を用いて説明する。
【００２０】
【数１】
0006624846.tif 000002
【００２１】
上記の式（１）において、理論揚程Ｈｔｈは、以下の式（２）によって表現できる。なお、ｇは重力加速度、ｕ１およびｕ２は、それぞれターボポンプの羽根車の入口および出口での周速度（羽根車の半径と回転角速度との積）、ｖｕ１およびｖｕ２は、それぞれ羽根車の入口および出口での流体の周方向旋回速度である。
【００２２】
【数２】
0006624846.tif 000003
【００２３】
羽根車の入口付近で再循環流が発生していない場合、上記の式（２）において、ｖｕ１＝０である。一方、羽根車の入口付近で旋回速度を有する再循環流が発生するとｖｕ１＞０となり、理論揚程Ｈｔｈは再循環流が発生していない場合に比べて減少する。図３のグラフでは、このような原因で発生する可能性がある理論揚程の減少量ΔＨｔｈが示されている。流量Ｑが限界流量ＱＲよりも少ない流量域で発生する再循環流に伴う理論揚程の減少量ΔＨｔｈは、揚程Ｈｐｕｍｐの右上がり特性の原因になる。
【００２４】
一方、揚程損失Ｈｌｏｓｓは、ケーシングおよび羽根車などによって形成される流路と流体との間の摩擦抵抗によって生じる。また、揚程損失Ｈｌｏｓｓは、流路で発生する再循環流と主流とが干渉することによっても生じる。図３のグラフでは、このような揚程損失Ｈｌｏｓｓが、理論揚程Ｈｔｈと揚程Ｈｐｕｍｐとの差分として示されている。流量Ｑが限界流量ＱＲよりも少ない流量域で、摩擦抵抗に加えて再循環流と主流との干渉が発生することによって揚程損失Ｈｌｏｓｓが増大すれば、これも揚程Ｈｐｕｍｐの右上がり特性の原因になる。
【００２５】
ここで、本発明者らが実施した流体数値解析の結果、本実施形態に係るターボポンプ１では、縦断面において羽根４が外側に凸な形状を有するために、羽根車３の入口付近よりも、羽根４とケーシング２の内周面２ｓとの間のクリアランスにおける再循環流の発生が顕著であることがわかった。それゆえ、ターボポンプ１では、再循環流が主流と干渉することによる揚程損失Ｈｌｏｓｓの増大が、揚程Ｈｐｕｍｐの右上がり特性の主な原因になる。
【００２６】
この知見に従えば、ターボポンプ１では、羽根車３の入口付近における再循環流の発生を抑制することは、揚程Ｈｐｕｍｐの右上がり特性を改善するために必ずしも効果的ではない。それよりも、羽根４と内周面２ｓとの間のクリアランスで発生する再循環流が主流と干渉することによって発生する揚程損失Ｈｌｏｓｓを低減することによって、効果的に揚程Ｈｐｕｍｐの右上がり特性を改善することができると考えられる。
【００２７】
そこで、本発明者らは、ターボポンプ１において、羽根４に対向する区間ＳＣでケーシング２の内周面２ｓに溝６を形成することを考案した。溝６は、羽根４と内周面２ｓとの間のクリアランスにおける再循環流の発生を抑制し、再循環流が主流と干渉することによって発生する揚程損失Ｈｌｏｓｓを低減する。
【００２８】
なお、溝６を羽根車３の入口外側まで延長し、特許第３８８４８８０号公報などと同様に羽根車３の入口付近での再循環流の発生を抑制することも可能である。ただし、溝６が長いほどターボポンプ１の最高効率は低下する。また、上記の通り、ターボポンプ１では、揚程Ｈｐｕｍｐの右上がり特性について、理論揚程の減少量ΔＨｔｈよりも、揚程損失Ｈｌｏｓｓの増大の影響が大きい。従って、揚程Ｈｐｕｍｐの右上がり特性を改善しつつ、ターボポンプ１の最高効率の低下幅を最小化するのであれば、再循環流の発生を抑制するための最小限の長さＬで溝６を形成し、区間ＳＣ以外では内周面２ｓに溝６を形成しなくてもよい。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態の構成は、以下で説明する溝の配置を除いては、上記の第１の実施形態と同様である。従って、重複した説明、例えば図１のような縦断面図を参照した説明は、対応する構成要素に共通の符号を付
することによって省略されている。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るターボ機械の透視斜視図である。なお、図４では、図２と同様に、ケーシング２が、区間ＳＣの内周面２ｓを除いて図示されていない。図２を参照すると、本実施形態に係るターボポンプ１１では、区間ＳＣの中央部で、ケーシング２の内周面２ｓに複数の溝１６が形成される。図示されているように、溝１６は、回転軸ＲＡを含む平面に対して傾いた方向に延びる。ここで、溝１６が回転軸ＲＡを含む平面に対してなす角度は、羽根４の取付角度に対応していてもよい。より具体的には、溝１６は、回転軸ＲＡを含む平面に対して、羽根４が該平面に対してなす角度に対応する角度をなすように形成されてもよい。ここで、本実施形態において、羽根４の取付角度は、角度可変機構５（図４には示されない）によって変化しうる。従って、溝１６が回転軸ＲＡを含む平面に対してなす角度は、例えば、羽根４の取付角度が可変範囲の中央値、平均値、または可変範囲内で設定される任意の基準角度である場合に、羽根４が回転軸ＲＡを含む平面に対してなす角度に基づいて決定される。
【００３１】
また、図４には、溝１６の長さＬ、幅Ｗ、および深さＤが示されている。上記の通り、溝１６は、回転軸ＲＡを含む平面に対して傾いて形成されるため、長さＬも当該平面に対して傾いた方向に定義される。長さＬに対して垂直な方向で定義される幅Ｗも、回転軸ＲＡを含む平面に対して傾いている。本実施形態でも、第１の実施形態と同様に複数の溝１６は内周面２ｓの周方向に配列されるが、それぞれの溝１６が傾いているために、第１の実施形態とは異なり複数の溝１６は幅Ｗの方向に配列されるわけではない。なお、図示された例では、溝１６が第１の実施形態の溝６と同様に矩形断面を有し、深さＤは羽根車３の入口側から出口側まで一定である。しかしながら、本実施形態は必ずしもこのような例には限定されない。本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、例えば深さＤが羽根車３の入口側よりも出口側で大きくなっていてもよい。
【００３２】
本実施形態に係るターボポンプ１１に形成される溝１６も、上記の第１の実施形態の溝６と同様に、羽根４と内周面２ｓとの間のクリアランスにおける再循環流の発生を抑制し、再循環流が主流と干渉することによって発生する揚程損失Ｈｌｏｓｓを低減する。本実施形態でも、溝１６を羽根車３の入口外側まで延長し、羽根車３の入口付近での再循環流の発生を抑制することが可能である。ただし、ターボポンプ１１の最高効率の低下幅を最小化するのであれば、再循環流の発生を抑制するための最小限の長さＬで溝１６を形成し、区間ＳＣ以外では内周面２ｓに溝１６を形成しなくてもよい。
【００３３】
以上、本発明の第１および第２の実施形態について説明した。これらの実施形態において、ターボ機械の例として説明されたターボポンプ１およびターボポンプ１１はいずれも斜流ポンプであった。しかしながら、本発明の実施形態は、軸流ポンプなどの他の種類のターボポンプ、およびポンプ以外のターボ機械をも含みうる。このような他の種類のターボ機械においても、上記の実施形態と同様に、ケーシングの内周面が羽根に対向する区間に複数の溝を形成することによって、羽根とケーシングの内周面との間のクリアランスにおける再循環流の発生を抑制し、再循環流が主流と干渉することによって発生する損失を低減することができる。
【００３４】
また、上記の実施形態では、羽根の取付角度を変化させる角度可変機構が設けられたが、他の実施形態に係るターボ機械において、羽根の取付角度は必ずしも可変でなくてもよい。上記の実施形態において、ケーシングの内周面に複数の溝を形成することによって解決された課題は、羽根が縦断面において外側に凸な形状を有し、内周面がこれに対応して内側に凹な形状を有することによって発生したものである。つまり、この課題は、羽根の取付角度が可変であるか否かに関わらず発生する。従って、本発明の他の実施形態では、羽根およびケーシングの内周面が上記のような形状を有するのであれば、羽根の取付角度
は可変でなくてもよい。
【実施例】
【００３５】
（第１の実施例）
続いて、本発明の第１の実施例について説明する。第１の実施例では、上記の第１の実施形態に係るターボポンプ１において、幅Ｗが異なる３種類の溝６のいずれかをケーシング２の内周面２ｓに形成した３つの実施例（実施例１〜実施例３）と、内周面２ｓに溝６が形成されない比較例とについて、流体数値解析を実施した。本実施例において、ターボポンプ１は比速度６８０の斜流ポンプであり、溝６の数Ｎ、長さＬ、深さＤ、および幅Ｗは下記の表１に示す通りであった。また、表１に示されるＷΣ／ＣＬは、羽根車３の入口側の溝６の端部における、複数の溝６の幅Ｗの合計（つまりＷ×Ｎ）と、ケーシング２の内周面２ｓの周長ＣＬとの比である。なお、本実施例において上記部分におけるケーシング２の内側半径は１４２mm、内周面２ｓの周長ＣＬは２π×１４２≒８９２mmであった。
【００３６】
【表１】
0006624846.tif 000004
【００３７】
図５は、本発明の第１の実施例における流量Ｑおよび揚程Ｈの関係を示す特性曲線のグラフである。なお、図５〜図７において、縦軸および横軸の数値は相対値で表現されている。従って、それぞれの値の絶対値は表現されないが、相対的な大小関係については正確に表現されている。また、図５〜図７において、縦軸および横軸は対数目盛ではなく、等間隔の目盛である。図５のグラフを参照すると、溝６が形成されない比較例では、流量Ｑが限界流量ＱＲ０よりも少ない流量域で、揚程Ｈに右上がり特性が観察される。これに対して、実施例１では、揚程Ｈの右上がり特性は依然として観察されるものの、限界流量はＱＲ１へと低下する。つまり、実施例１ではＱＲ１〜ＱＲ０の流量域において揚程Ｈの右上がり特性が改善された結果、ターボポンプ１を安定的に運転可能な流量域が拡大されている。さらに、実施例２および実施例３では、流量域の全体において揚程Ｈの右上がり特性がほとんど観察されていない。
【００３８】
つまり、図５のグラフに示された本実施例の結果では、実施例１（ＷΣ／ＣＬ＝１３．４％）の時点で揚程Ｈの右上がり特性の有意な改善がみられ、ＷΣ／ＣＬがより大きい実施例２（ＷΣ／ＣＬ＝３３．６％）および実施例３（ＷΣ／ＣＬ＝５３．８％）では右上がり特性がさらに改善されている。従って、本実施例では、ＷΣ／ＣＬが１３．４％以上である場合について、揚程Ｈの右上がり特性について有意な改善がみられることが示されたといえる。
【００３９】
図６は、図５に示したグラフに、さらに効率Ｅｆｆ．および軸動力Ｐｓを示す特性曲線を重畳したグラフである。図６のグラフを参照すると、特に流量Ｑが限界流量ＱＲ０よりも少ない流量域では、実施例１〜実施例３の軸動力Ｐｓが比較例を上回ることが示されている。その一方で、流量Ｑが限界流量ＱＲ０以上の流量域では、実施例１〜実施例３の効率Ｅｆｆ．が比較例よりも低下することが示されている。より具体的には、ターボポンプ１の最高効率が達成される流量ＱＢＥＰの前後において、比較例の効率Ｅｆｆ．を１００％とすると、実施例１（ＷΣ／ＣＬ＝１３．４％）では約９７％、実施例２（ＷΣ／ＣＬ＝３３．６％）では約９５％、実施例３（ＷΣ／ＣＬ＝５３．８％）では約９２％である。
【００４０】
ここで、図６のグラフにも示されているように、実施例２および実施例３について、揚程Ｈの特性曲線はほぼ一致しており、いずれの例でも右上がり特性はほぼ解消されている。換言すれば、実施例３では、実施例２に比べて最高効率が低下しているものの、揚程Ｈの右上がり特性の改善についての効果にはほとんど差がない。従って、本実施例では、ＷΣ／ＣＬは大きくても３５％程度に設定すれば十分であり、ターボポンプ１の最高効率の低下幅を最小化する観点からはそれ以上に大きいＷΣ／ＣＬを設定する必要がないことが示されたといえる。
【００４１】
（第２の実施例）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例では、上記の第２の実施形態に係るターボポンプ１１において、幅Ｗが異なる３種類の溝１６のいずれかをケーシング２の内周面２ｓに形成した３つの実施例（実施例４〜実施例６）と、内周面２ｓに溝が形成されない比較例とについて、流体数値解析を実施した。本実施例において、ターボポンプ１１は比速度６８０の斜流ポンプであり、溝１６の数Ｎ、長さＤ、および幅Ｗは下記の表２に示す通りであった。
【００４２】
【表２】
0006624846.tif 000005
【００４３】
図７は、本発明の第２の実施例における流量Ｑと揚程Ｈ、効率Ｅｆｆ．および軸動力Ｐｓとの関係を示す特性曲線のグラフである。図７のグラフを参照すると、溝１６が形成されない比較例では、流量Ｑが限界流量ＱＲ０よりも少ない流量域で、揚程Ｈに右上がり特性が観察される。これに対して、幅Ｗが６mm、１５mm、および２４mmの溝１６がそれぞれ形成された実施例４〜実施例６では、幅Ｗが大きくなるにつれて限界流量が低下し、ターボポンプ１１を安定的に運転可能な流量域が拡大されている。この結果から、本実施例では、回転軸ＲＡを含む平面に対して傾いた溝１６が形成される場合にも揚程Ｈの右上がり特性が改善されることが示されたといえる。
【００４４】
一方、軸動力Ｐｓについては、流量Ｑが限界流量ＱＲ０よりも少ない流量域では実施例４〜実施例６の軸動力が比較例をわずかに上回ることが示されているものの、上記の実施例１〜実施例３に比べると比較例との差は小さい。また、効率Ｅｆｆ．については、流量Ｑが限界流量ＱＲ０以上になる流量域で実施例４〜実施例６の効率Ｅｆｆ．が比較例よりも低下することが示されているものの、上記の実施例１〜実施例３に比べると比較例との差は小さい。より具体的には、ターボポンプ１１の最高効率が達成される流量ＱＢＥＰの前後において、比較例の効率Ｅｆｆ．を１００％とすると、実施例４〜実施例６の効率Ｅｆｆ．が９４％を超えている。この結果から、本実施例では、傾いた溝１６を形成した場合、揚程Ｈの右上がり特性が改善されるとともに、ターボポンプ１１の最高効率の低下幅がより小さくて済むことが示されたといえる。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４６】
１，１１    ターボポンプ
２    ケーシング
２ｓ    内周面
３    羽根車
４    羽根
５    角度可変機構
６，１６    溝
【図１】
0006624846.tif 000006
【図２】
0006624846.tif 000007
【図３】
0006624846.tif 000008
【図４】
0006624846.tif 000009
【図５】
0006624846.tif 000010
【図６】
0006624846.tif 000011
【図７】
0006624846.tif 000012