(57)【要約】  ２つの遠心ホイール（２０、３０）を有するロータと、第１のホイールから第２のホイール（３０）に第１のホイールからの流体を移送する１組の連続軸対称リターンチャネル（５０）を組み込んだステータとを備えた流体輸送装置（１６）。  リターンチャネル各々は、遠心方向に流体を案内する拡散部分（５２）、求心方向に向けて流体の流れの向きを変える屈曲部分（５４）、求心流路に沿って流体を案内するリターン部分（５６）、その次に、第２のホイールに向けて流体を案内する第１の非管状部品（６２、１６２）内に形成される出口部分（５７）を連続的に備える。  これらのチャネルにおいて、拡散部分（５２）と屈曲部分（５４）は別個の部品であり、拡散部分は、第１の非管状部品に固定される第２の非管状部品（６２、１６３）内に形成される。  装置の製造方法。
2017510754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の遠心ホイール（２０）と第２の遠心ホイール（３０）とを少なくとも有するロータと、複数のリターンチャネル（５０）を組み込んだステータ備える流体輸送装置（１６）にして、
リターンチャネル（５０）は軸対称であり、各々のリターンチャネルは第１のホイールから流体流路に沿って連続的に、
・遠心流れ方向に流体流を案内するのに適した拡散部分（５２）と、
・求心流れ方向に流体流の向きを変えるのに適した屈曲部分（５４）と、
・求心流路に沿って流体を案内するのに適したリターン部分（５６）と、その次に、
・第１の非管状部品（６２、１６２）内に形成され、流体を第２の遠心ホイールの入口に向けて案内するのに適した出口部分（５７）と、
を含む流体輸送装置であって、
前記リターンチャネル各々は、第１のホイール（２０）から出た流体流の一部を回収し、前記リターンチャネルの任意の他のリターンチャネルと流体交換せずに、この流体流の一部を第２のホイール（３０）の入口に向けて方向付けするのに適していること、および前記チャネル各々に対して、
・拡散部分（５２）および屈曲部分（５４）は、別個の部品内に形成され、
・拡散部分は、第１の非管状部品に固定される第２の非管状部品（６２、１６３）内に形成されることを特徴とする、流体輸送装置。
【請求項２】
前記チャネル各々に対して、屈曲部分（５４）および／またはリターン部分（５６）が、１つまたは複数の管内に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記チャネル各々に対して、屈曲部分（５４）およびリターン部分（５６）が、単一管状部品内に形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記チャネル各々に対して、リターン部分が、第３の非管状部品（６２）内に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記チャネル各々に対して、第３の非管状部品（６２）および前記第１の非管状部品が、単一の非管状部品内に形成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第３の非管状部品の結合体が、装置の軸（Ａ）を中心として３６０°にわたって延在する軸対称体を形成する１つまたは複数の非管状部品のアセンブリを構成する、請求項４または請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記チャネル各々が、管状部品（６４、６６）内に形成された２つの管状部分（５４、５９）を有し、第４の非管状部品（６２）は前記２つの管状部分間に挿置される、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記チャネル各々に対して、第４の非管状部品（６２）および前記第１の非管状部品が、単一の非管状部品内に形成される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第４の非管状部品の結合体が、装置の軸（Ａ）を中心として３６０°にわたって延在する軸対称体を形成する１つまたは複数の非管状部品のアセンブリを構成する、請求項７または請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の非管状部品（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄ）の結合体および／または前記第２の非管状部品の結合体が、装置の軸（Ａ）を中心として３６０°にわたって延在する軸対称体（６２）を形成する１つまたは複数の非管状部品のアセンブリを構成する、請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載の少なくとも１つの装置を含むターボ機械（１０）。
【請求項１２】
請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載の流体輸送装置の製造方法であって、前記拡散部分（５２）が、
・機械加工、
・鍛造もしくは鋳造ブランク、または粉末冶金もしくは積層造形によって得られたブランクの放電加工、および／または
・粉末冶金、鋳造、もしくは積層造形を使用した直接形成技術
のうちのいずれか１つによって形成される、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体輸送装置に関する。流体輸送装置は、少なくとも第１の遠心ホイールおよび第２の遠心ホイールを有するロータと、複数のリターンチャネルを組み込んだステータとを備え、リターンチャネルは軸対称であり、各々のリターンチャネルは第１のホイールから流体流路に沿って連続的に、
・遠心流れ方向に流体流を案内するのに適した拡散部分と、
・求心流れ方向に流体流の向きを変えるのに適した屈曲部分と、
・求心流路に沿って流体を案内するのに適しており、全体的に実質的に直線状のリターン部分と、その次に、
・第１の非管状部品内に形成され、流体を第２の遠心ホイールの入口に向けて案内するのに適した出口部分と、
を備える。
【背景技術】
【０００２】
用語「遠心ホイール」は、ホイールが高速で回転駆動され、ホイールに燃料が供給される時に、ホイールの入口と出口との間の圧力が増加するように配置されたブレードを有するブレード付きホイールを意味するのに使用される。ホイールの「入口」は、本明細書では、流体がホイールのブレード間に入り込む際に通るホイールの流入オリフィスの組を意味するのに使用され、ホイールの「出口」は、ホイールの送出オリフィスの組を意味するのに使用される。
【０００３】
リターンチャネルにおいて、拡散部分は、回転軸を含む断面への実質的に半径方向の投影方向に流体を案内するチャネルの上流側部分である。屈曲部分は、流体流の向きを遠心方向から求心方向に変える働きをする屈曲を含む部分である。流れ方向は、流体の流れ方向が流体をロータの回転軸に近づける（もしくは回転軸から遠ざける）場合に、「求心方向」（もしくは「遠心」方向）と呼ばれ、流れ方向は、回転軸に対して垂直もしくは斜め方向としてよい。
【０００４】
リターン部分は、一般に、リターンチャネルの略直線状の部分であり、流体流を各チャネルの屈曲部分から出口部分へと求心流路に沿って案内する部分である。用語「求心流路」は、本明細書では、流体がたどる流路が流体をロータの軸に近づけることを意味するのに使用される。
【０００５】
出口部分は、チャネルの下流側部分であり、最小限の損失水頭で流体流を第２のホイールに流入させることができると同時に、流体が第２のホイールの入口に噴射されるのに最適な方向に流れるように、流体流を方向付ける。
【０００６】
「軸対称」であるチャネルは、同一形状のチャネルであり、装置の軸を中心として互いに異なる角度位置にあるチャネルのことである。
【０００７】
このような装置は、例として、仏国特許出願公開第２７７２８４３号明細書に開示されている。
【０００８】
本発明は、特に、極低温ロケットエンジン用ターボ機械で使用される流体輸送装置に関する。この場合、ターボ機械は、液体水素もしくは何らかの他の液体をエンジンに供給する働きをするターボポンプである。
【０００９】
リターンチャネルは、高速で第１のホイールから出た流体流を受け取り、もしくは回収して、流体流を案内し、減速させて、第２のホイールの入口へと運ぶ。したがって、これらのリターンチャネルは、ターボ機械のアーキテクチャの主要な要素の１つ（遠心ポンプもしくは遠心圧縮機）を構成する。これらの配置が、ターボ機械の半径方向および軸方向のサイズを決定する。
【００１０】
リターンチャネルは、複雑な３次元表面を有する。その形状は、損失水頭を最小限に抑えるように綿密に設計される必要があり、また軸方向かつ半径方向のサイズをできる限り小さく設計する必要がある。しかし、種々の製作方法の制約により、リターンチャネルを一定の形状にするのは不可能とは言えないまでも困難である場合がある。
【００１１】
その結果、リターンチャネルの形状が最適な形状にならず、そのことにより輸送装置の効率が低下してしまうことがよくある。
【００１２】
周知の実施形態では、リターンチャネルは連続的である、すなわち、リターンチャネル各々は、上流側ホイールから出た流体流の一部を回収し、この回収された流体流を下流側ホイールの入口に向けて方向付けし、他のリターンチャネルと流体交換せずに方向付けを行う。
【００１３】
しかし、連続リターンチャネルをロータの回転軸を中心として３６０°にわたって延在する単一部品で作製するのは困難であるので、部品を作製できるようにするためには上記文献の図３に示されているような非連続リターンチャネルが想定される。
【００１４】
図面に示されている実施形態では、第１の遠心ホイールの出口と第２の遠心ホイールの入口との間の接続部を形成するダクトは、ベーン付きラジアルディフューザ、ベーン無しリターンベンド、その次に、リターンベーンから成る求心案内手段の３つの部分から成る。上記解決策は性能の損失を抑えるために大型のラジアルディフューザが必要であるということに加えて、ラジアルディフューザからの出口の断面の変化によって生じる損失、その後に、リターンベンドによって引き起こされる損失および案内手段への入射角度によって引き起こされる損失は、制御しにくい。したがって、このリターンチャネルの概念は、半径方向サイズの観点からもしくは性能の観点からに関わらず、最適でないことがわかる。
【００１５】
また、この性能の問題は、「開放式」連続チャネルの形態で作製されたリターンチャネルで見られた。本明細書では、連続チャネルは、連続チャネルが予めチャネルが形成される（チャネルは第１のホイールの出口から第２のチャネルの入口まで延びる）「内側」部品に少なくとも２つの外側シェルを接続することによって形成される場合に「開放式」と呼ばれる。組立に関連した不連続性のために、これらのチャネルの性能は比較的あまりよいとは言えず、外側シェルと内側部品との間に隙間が生じた場合には、その性能がかなり大幅に低下する可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２７７２８４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の第１の目的は、序論で説明したタイプの流体輸送装置で、最適な形状のリターンチャネルを有し、そのため、周知の装置と比べて効率が向上した流体輸送装置を提案することである。
【００１８】
第２の目的は、比較的製造しやすいのは変わらない流体輸送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は、前記リターンチャネル各々が第１のホイールから出た流体流の一部を回収し、この流体流の一部を前記リターンチャネルの任意の他のチャネルと流体交換せずに第２のホイールの入口に向けて方向付けるのに適していること、およびチャネル各々に対して、拡散部分および屈曲部分は異なる部品内に形成され、拡散部分は上記出口部分が形成される第１の非管状部品に固定される第２の非管状部品内に形成されることにより達成される。
【００２０】
したがって、リターンチャネル各々に関して、拡散部分と屈曲部分は異なる部品内に作製され、本発明により、有利には、リターンチャネルのこれらの２つの部分を含む部品を作製するための異なる方法を使用することができる。
【００２１】
具体的には、リターンチャネルのこれらの２つの部分は全く異なる制約を有し、拡散部分は流体の流速が最も速い部分である。したがって、乱流を抑えるために、良好な表面状態を優先するのが適切である。拡散部分は回転軸を含む面への実質的に半径方向の投影方向を有するので、拡散部分の形状は比較的単純な形状を維持する。したがって、多くの方法、特に、正確な方法であり、例えば、機械加工や放電加工のような良好な表面状態を有する部品を作製する方法を想定することができる。
【００２２】
逆に、屈曲部分は、複雑な形状を特徴とし、屈曲が存在することにより、主要な製造制約が生じる。屈曲部分を含む部品の製造方法は、特に、この形状を形成するのに適するように選択されてよい。
【００２３】
最後に、本発明の装置では、複数の部品内にチャネルを配置し、（この実施形態を選択した場合）管を使用することにより、製造時にチャネルを検査し、品質管理を実行するのが一層容易になる。
【００２４】
第１の非管状部品および第２の非管状部品が互いに固定されるということは、これらが剛性接続されるという意味である。
【００２５】
そのためには、また流体輸送装置を単純化するためには、一実施形態では、リターンチャネル各々に対して、拡散部分と出口部分とが単一の非環状部品として形成される。
【００２６】
本明細書では、部品は、内部に通路が形成され、通路の異なる部分が異なる壁厚さを有する場合に、「非管状」と呼ばれる。
【００２７】
逆に、管もしくは部品は、内部に通路が形成され、通路の壁が部品の少なくとも大部分にわたって実質的に一定の厚さを有する場合に、「管状」と呼ばれる。
【００２８】
非管状部品は、（適用できる場合には、壁厚さが比較的厚いために）、一般に、機械的に非常に強く、したがって、有利には、ターボ機械の構成部品、すなわち、ターボ機械の全体的な機械的強度に寄与する部品を作製するのに非管状部品を使用することができる。
【００２９】
一般に、非管状部品は、材料を追加もしくは除去することによって（例えば、粉末焼結または鋳造後に機械加工することによって）形成される。管状部品は、任意で、上記方法で作製されてもよいが、他の方法（例えば、押出成形およびハイドロフォーミングなど）で作製されてもよい。
【００３０】
拡散部分および出口部分を非管状部品で作製することにより、チャネルのこれらの部分の形状を最適化することができ、ひいては、第１の遠心ホイールから出た流体を受け取って減速させるだけでなく、第２の遠心ホイールへの流体の案内を最適化することもできる。
【００３１】
出口部分は、非管状部品内に形成されるので、特にリターン部分が管状である場合に、出口部分はリターン部分に取り付けやすく、さらに、第１の非管状部品は、第２のホイールに対して最適な供給を行うのに適した形状を厳密に有することができる。
【００３２】
さらに、互いに固定される非管状部品として拡散部分と出口部分とを作製することにより、拡散部分と出口部分とにより画定されるリターンチャネルの機械的完全性を保証することができるように、これらを配置することができる。
【００３３】
逆に、リターンチャネルの残りの部分は管で作製されてよい。
【００３４】
したがって、一実施形態では、リターンチャネル各々に対して、チャネル各々の屈曲部分および／またはリターン部分は、１つまたは複数の管で作製される。リターンチャネルのこれらの部分を管で作製するのは安価な技術であるので、小型で総重量が小さい装置を製造することができると同時に、優れた水理学的性能を提供することができる。さらに、各チャネルの屈曲部分を形成する管の品質管理については、特に簡単に実施することができる。屈曲部分は、単一管で作製されてよい、または端部と端部が組み合わせられる１組の管で作製されてよい。
【００３５】
有利には、１つまたは複数の管で屈曲部分を作製することにより、この部分の表面状態を非常に滑らかにすることができ、この表面状態はリターンチャネルのこの部分の損失水頭を非常に小さくするのに好ましい。
【００３６】
屈曲部分および／またはリターン部分を作製する管は、水理学的制約を満たすために、特に、入口および／または出口において、特に、円形、オーバル、楕円形、もしくは他の形状の断面を有してよい。これらの管の少なくとも１つは、薄肉管としてよい、すなわち、管の内径の１０％未満の厚さの壁を有してよい。
【００３７】
また、本発明に対して、別個にもしくは組み合わせて以下のさまざまな改良加えてよい。
【００３８】
リターンチャネル各々に対して、
・屈曲部分およびリターン部分は、単一管状部品で形成されてよい、
・リターン部分は、第３の非管状部品と呼ばれる非管状部品内に形成されてよく、任意で、
・この第３の管状部品は、第１の非管状部品としてよい（すなわち、２つの非管状部品が単一部品を形成してよい）。
【００３９】
有利には、リターン部分を非管状部品で作製することにより、リターンチャネルを機械的に一体化するのが容易になり、さらにチャネルの構造的完全性を保証しやすくなる。
【００４０】
より一般的には、非管状部品は、以下のように、管状部品と結合して、リターンチャネルを作製するのに使用されてよい。
【００４１】
一実施形態では、前記チャネル各々は、管状部品内に形成された２つの管状部分を有し、第４の非管状部品は前記２つの管状部分間に挿置される。管状部分は、特に、屈曲部分および／またはリターン部分内に形成されてよい。第４の非管状部品は、管状部分間の接合部を形成することによって、装置の機械的強度を向上させる働きをする。
【００４２】
一実施形態では、前記チャネル各々に対して、第４の非管状部品および前記第１の非管状部品は、単一の非管状部品内に形成される。
【００４３】
拡散部分、屈曲部分、リターン部分、および出口部分のさまざまな特性は、他のチャネルとは無関係に、チャネル各々に対してそれぞれ上記で規定されている。
【００４４】
しかし、当然、複数のリターンチャネルの個々の非管状部品をまとめて作製して、複数のリターンチャネルの個々の非管状部品を単一部品内で１つにまとめるのが好ましい。
【００４５】
これは、種々の上記非管状部品、すなわち、第１の非管状部品および／または第２の非管状部品および／または第３の非管状部品および／または第４の非管状部品に対して行われる（任意で、第１の非管状部品、第２の非管状部品、第３の非管状部品、および第４の非管状部品から選択された任意の２つ、３つ、もしくは４つの部品が単一部品を構成するように一体的に形成されてよいとも考えられる）。
【００４６】
したがって、一実施形態では、第１の非管状部品の結合体および／または第２の非管状部品の結合体および／または第３の非管状部品の結合体および／または第４の非管状部品の結合体は、装置の軸（Ａ）を中心として３６０°にわたって延在する第１の軸対称体を形成する１つまたは複数の非管状部品のアセンブリを構成する。
【００４７】
（上記段落において、第１の非管状部品、第２の非管状部品、第３の非管状部品、および第４の非管状部品は、複数形で考えられているが、もっと簡単に、当該実施形態はさらに、リターンチャネルの全てに対して、１つの部品のみが第１の非管状部品、第２の非管状部品、第３の非管状部品、および／または第４の非管状部品を構成することができるように、リターンチャネルの組を形成することができる第１の非管状部品、第２の非管状部品、第３の非管状部品、および／または非管状部品の全てが一体的に形成される状況を含む）。
【００４８】
例えば、一実施形態では、リターン部分が非管状である場合、拡散部分および／またはリターン部分は、「拡散」部品および「リターン」部品内にそれぞれ形成されてよく、これらの部品は、結合された時に、一緒になって装置の軸を中心として３６０°にわたって延在する構造物本体を形成する。上記の形で作製された拡散部品および／またはリターン部品は、装置の構造部品を構成する。一方、リターンチャネルの拡散部分とリターン部分との間の屈曲部分は、機械内で構造的機能を果たす必要はなく、管によって構成されてよい。この実施形態は、装置に高い機械的強度を付与し、組立を容易にするものである。
【００４９】
より一般的には、本発明はさらに、上述の少なくとも１つの流体輸送装置を含むターボ機械（例えば、ターボポンプ）を提供する。
【００５０】
さらに、本発明の第２の目的は、上述の流体輸送装置の製造方法であって、リターンチャネルを最適な形で作製することにより、周知の装置に比べて本発明の装置の効率を向上させることができる製造方法を定義することである。
【００５１】
該装置を製造するために、拡散部分は、以下の技術のうちの任意の１つによって形成される。
・加工（この場合、本明細書内では、用語「加工」は、機械加工のみを指すのに使用される）、
・鍛造もしくは鋳造ブランク、または粉末冶金もしくは積層造形によって得られたブランクの放電加工、および／または
・粉末冶金、鋳造、もしくは積層造形を使用した直接形成技術。
【００５２】
このステップは、リターンチャネルの拡散部分を正確で優れた水理学的性能を有する形状にして拡散部分を作成するのに、特に効果的であることがわかる。
【００５３】
本発明の方法はさらに、上記ステップと異なるステップであって、リターンチャネルの屈曲部分が形成されるステップを含む。
【００５４】
この製造方法の特定の変形形態では、リターンチャネルは、管を備えてよい。これらの管は、特に、リターンチャネルが同一平面上にある管の入口および出口の軸を有する場合に、ハイドロフォーミング、粉末冶金、機械溶接、鋳造、積層造形、あるいは曲げ加工によって作成されてよい。
【００５５】
チャネルを形成する種々の隣接部品（すなわち、チャネルに沿って流れる流体流の流路に沿って連続した位置にある部品）の間の接合部は、ろう付け、溶接、もしくは同等の技術によって作製されてよい。例えば、これは、チャネルの拡散部分と、チャネルの屈曲部分を含む管との間の接合部としてよい。
【００５６】
以下の非限定的な例として挙げられた実施形態の詳細な説明を読めば、本発明はより十分に理解され、本発明の利点はより明らかになるであろう。添付図面を参照しながら本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態を構成する流体輸送装置のリターンチャネルの詳細断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第２の実施形態を構成する流体輸送装置のリターンチャネルの変形形態の詳細断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第３の実施形態を構成する流体輸送装置のリターンチャネルの変形形態の詳細断面図である。
【図１Ｄ】本発明の第４の実施形態を構成する流体輸送装置のリターンチャネルの変形形態の詳細断面図である。
【図１Ｅ】本発明の第５の実施形態を構成する流体輸送装置のリターンチャネルの変形形態の詳細断面図である。
【図２】本発明の流体輸送装置を備え、図１Ａに示されているリターンチャネルを含む多段高出力遠心ターボポンプの一例の軸方向片側断面図である。
【図３】本発明の第６の実施形態における輸送装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図２は、Ｖｕｌｃａｉｎ（Ｒ）という名称で周知であり、高圧でエンジンに液体水素を供給する働きをする極低温ロケットエンジンで使用される種々のターボポンプと同様の多段ターボポンプ１０を示している。
【００５９】
ターボポンプ１０は、２段遠心ポンプ１６と、ポンプ１６のロータを軸Ａを中心として回転駆動させるタービン１８とを備える。
【００６０】
ポンプ１６は、本発明の意味の流体輸送装置を構成する。
【００６１】
ケーシング１２の内側では、ポンプ１６のロータは、ブレード２２を有する第１の遠心ホイール２０と、ブレード３２を有する第２の遠心ホイール３０と、インデューサ２４と、接続部品４９とを備える。
【００６２】
優れた吸引特性を付与し、高速回転を可能にするインデューサ２４は、作動流体をポンプ１６内に流入させるダクト（図示せず）から下流側のポンプ１６の入口に配置される。接続部品４９は、ホイール３０をタービン１８のロータと共に拘束する。
【００６３】
インデューサ２４、ホイール２０ならびにホイール３０、および接続部品４９は、重ねられて、タイバーもしくはポンプ１６の中心シャフト４０によって、一緒に軸方向に固定される。
【００６４】
ポンプ１６のステータは、ケーシング１２と、ケーシングの内側に、１組の流体リターンチャネル５０とを含む。これらのチャネルは、ホイール２０によって移送された流体を受け取って減速させ、ホイール３０の入口に向けて方向付けする。リターンチャネルの数は、機械によって異なる場合があり、一般に、７個〜１７個の範囲にある。
【００６５】
ポンプ１６において、作動流体は、インデューサ２４によって吸い込まれ、第１のブレード付きホイール２０によって駆動されて圧縮され、流体リターンチャネル５０によってホイール２０からの出口で回収される。作動流体は、その後、第２のブレード付きホイール３０によって再び駆動されて圧縮される。
【００６６】
このように圧縮された流体は、その後、ディフューザ３４によって、ホイール３０からの出口で回収され、ディフューザ３４は、トロイダル状送出ダクト３６に供給する前に流体を減速させる。
【００６７】
タービン１８は、ポンプ１６の第２のホイール３０の後ろに（すなわち、図２の右側に）配置される。
【００６８】
タービン１８は、流入トーラス４４と、主に２つのブレード付きタービン要素４２、４３を備えたロータとを備える。
【００６９】
ターボポンプ１０の動作時に、高圧のガス流はトーラス４４からタービン１８に入り込み、タービン要素４２、４３を連続的に通過し、タービン要素４２、４３を回転駆動させる。流体がタービン１８を通過する時に流体によってタービン要素４２、４３に加えられた圧力の影響を受けて、タービン要素は、接続部品４９を介して、インデューサ２４と共にホイール２０およびホイール３０を回転駆動させる働きをする。
【００７０】
その後、ターボポンプ１０内で、タービン部分１８がポンプ１６を作動させる。
【００７１】
ターボ機械の主回転部分、すなわち、インデューサ２４、ホイール２０、ホイール３０、タイバー４０、およびタービン要素４２、４３は、転がり軸受４４、４６によって回転案内される。ターボポンプの軸Ａに関して、転がり軸受４４はホイール２０とホイール３０との間に取り付けられ、転がり軸受４６は接続部品４９と位置合わせしてホイール３０の下流側に取り付けられる。
【００７２】
ポンプ１６の内側では、上述したように、参照番号５０は、第１のホイール２０の出口から第２のホイール３０の入口へと延びる種々のリターンチャネルを示している。
【００７３】
これらのリターンチャネルは、軸対称である、すなわち、リターンチャネル各々は、単に軸Ａを中心として所定の角度（チャネルの総数によって異なる）だけ回転させることによって、隣接チャネルから形成されてよい。例えば、チャネルの総数が１２個である場合、軸Ａを中心としてチャネルを３０°回転させると、隣接チャネルが得られる。
【００７４】
リターンチャネル５８の各々は、４つの部分、すなわち、拡散部分５２、屈曲部分５４、リターン部分５６、および出口部分５７を有する。
【００７５】
拡散部分５２は、装置に構造的完全性および機械的強度を付与する「ハブ」と呼ばれる非管状部品６２内に配置される。この部品６２は、本発明の意味の第２の非管状部品を構成するが、同じことがチャネル５０の全てに言える。具体的には、部品６２は、一体的に、もしくは単一部品で形成され、ターボポンプの軸Ａを中心として３６０°にわたって延在する。
【００７６】
装置の回転軸Ａを含む断面において（図１Ａ）、拡散部分５２はそれぞれの半径方向に延びる。
【００７７】
チャネルの出口部分５７も同様に、部品６２内に配置されるので、ターボ機械の部品の数を抑えることができる。したがって、部品６２は、本発明の意味の第２の非管状部品だけでなく、第１の非管状部品も構成し、同じことが、チャネル５０の全てにも言える。
【００７８】
拡散部分および出口部分とは異なり、リターンダクト５０の屈曲部分５４およびリターン部分５６は、ハブ６２とは異なる管状部品で形成される。
【００７９】
屈曲部分５４の各々は、別個の管状部品６４内部に形成される。同様に、リターン部分５６の各々は、別個の管状部品６６の内部に形成される。
【００８０】
したがって、管状部品６４の数は、管状部品６６の数と同様に、装置５０に組み込まれるチャネルの総数に等しい。同様の実施形態では、部品６４および／または部品６６は、軸Ａを中心として３６０°にわたって延在する単一部品を形成するように結合されてよい。
【００８１】
図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、および図１Ｅは、本発明の４つの他の実施形態を示している。これらの形態は、以下に示されている特定の違いがある以外は、本発明の第１の実施形態と同じである。これらの違いは、リターンチャネル５０の種々の部分を形成する方法の違いにある。
【００８２】
これらの実施形態において、第１の実施形態と同一もしくは同様の部品には同じ参照番号が付与されている。
【００８３】
本発明の第２の実施形態（図１Ｂ）において、屈曲部分５４およびリターン部分５６は、図１Ａに示されているように２つの別個の部品（管６４および管６６）として形成されるのではなく、単一管状部品１６４内に形成される。この変形形態は、図１Ａに示されているような管状部品６４と管状部品６６との間の接続部に発生しうる問題に影響されないようにすることができる。その一方で、別々に作製される部品６４および部品６６に比べて、部品１６４を作製するのはより一層難しくなる。
【００８４】
第３の実施形態（図１Ｃ）では、チャネル各々のリターン部分５６の一部５８は、２つの管状部品もしくは管状部分の間に配置される非管状部品（上記の意味の「第４の非管状部品」を構成する）内に形成される。
【００８５】
この第４の非管状部品は、部品６２で構成され、部品６２はさらに、チャネル各々に対して、内部に拡散部分５２および出口部分５７を形成している。
【００８６】
このように、リターン部分５６は、
・部品６２内に形成され、管６４内に形成される屈曲部５４からの出口オリフィスに対して上流側に接続される上流側部分５８と、
・上流側部分５８の出口オリフィスの上流側に接続された管６６内に形成される下流側部分５９と、
の２つの部分から成る。
【００８７】
この変形形態の利点は、図１Ａに示されているような管状部品６４と管状部品６６との間の接続部に発生しうる問題に対処している点である。
【００８８】
第４の実施形態（図１Ｄ）では、リターン部分５６は、上記の意味の第３の非管状部品で構成される。拡散部分５２および出口部分５６と同様に、リターン部分５６は部品６２内に形成される。そのため、リターン部分５６は、部品６２内で出口部分５７と（単一部品として）一体的に形成される。この変形形態では、（例えば、機械加工もしくは放電加工により）リターン部分および出口部分を作製するのが一層複雑になる可能性があるが、一方で、図１Ａに示されているような管状部品６４と管状部品６６との間の接続部に発生しうる問題を防ぐ、もしくは少なくとも抑えることができる。
【００８９】
上述の実施形態の全てにおいて、同様の実施形態では、出口部分が形成される第１の非管状部品と、拡散部分が形成される管状部品とを異なる部品として作製し、これらを互いに固定することができる。図１Ａ〜図１Ｄに示されている部品６２は、この場合、少なくとも２つ部品で置き換えられる。
【００９０】
第５の実施形態（図１Ｅ）は、この可能性を示している。この実施形態では、第１の管状部分は、第１の非管状部品１６２によって形成される。第２の管状部品は、図示されていない手段によって（例えば、溶接によって）部品１６２に堅く締結される第２の非管状部品１６３によって形成される。
【００９１】
上述の実施形態の全てにおいて、管６４、管６６、および管１６４は、薄肉管である。
【００９２】
最後に、図３は、特に、非管状部品の可能な配置を示した第６の実施形態を示している。
【００９３】
この配置は、第２の非管状部品に関して示されているが、第１の非管状部品、第３の非管状部品、および第４の非管状部品のうちの１つまたは複数にも同様に十分に適用可能である。
【００９４】
第６の実施形態は、以下の違いがある以外は、第１の実施形態（図１Ａ）と同じである。
【００９５】
第１の実施形態では、部品６２は軸Ａを中心として３６０°にわたって延在し、チャネルの全ての拡散部分（および出口部分）は部品６２内に形成される。
【００９６】
しかし、部品６２は、軸Ａを中心として軸対称に配置される複数の異なる部分、例えば、軸を中心として９０°の角度セクタを占める４つの部分に分割されてよい。
【００９７】
この実施形態は図３に示されている。図３は、屈曲部分５４と軸方向に同じ高さで、軸Ａに垂直な輸送装置の断面を示している。
【００９８】
この実施形態では、輸送装置は、４つの異なる部品６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、および６２Ｄを備え、これらの部品は全て同じ形状を有する。これらの部品は、軸Ａを中心として組み立てられ、それぞれ軸対称体を形成するように四分円の面積を占める。
【００９９】
この軸対称体は、図１Ａに示されている部品６２と同じ形状および同じ機能を有するが、この軸対称体は、単一部品で形成されるのではなく、４つの部品６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、および６２Ｄから成り、部品６２と同じ参照番号６２を有する。
【図１Ａ】
2017510754.tif 000003
【図１Ｂ】
2017510754.tif 000004
【図１Ｃ】
2017510754.tif 000005
【図１Ｄ】
2017510754.tif 000006
【図１Ｅ】
2017510754.tif 000007
【図２】
2017510754.tif 000008
【図３】
2017510754.tif 000009
【国際調査報告】
2017510754.tif 000010
2017510754.tif 000011
2017510754.tif 000012
2017510754.tif 000013