JPS629760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、流体のポンプ吸排を行なう装置に係
り、特に、流体の圧力及び温度条件により、流体
が液相と気相とを有する二相流体の流れになると
きでもその流体の吸排を行ない得る、流体のポン
プ吸排を行なう装置に関する。

本発明は、また、二相流体、即ちその時の圧力
及び温度条件下で、ポンプ装置の吸込口におい
て、液体と、液体に溶解されていない気体との混
合物になつている流体のポンプ吸排に好適な装置
に係る。

（従来の技術） 二相流体、例えば、油と気体との混合物によつ
て形成される二相油性流体は熱力学的諸条件下に
おいて、ポンプ装置の吸込口における気体対液体
の体積比が高い場合、その吸排が困難である等、
いくつかの問題を生じさせている。

以下、この明細書において“体積比”と称され
る気体対液体の体積比は、液相の流体の体積に対
する気相の流体の体積の比を意味する。この比の
値は二相流体の熱力学的諸条件下で決定される。

当業界においては技術的によく知られる如く、
二相流体の成分は一方の相から他方の相へ変ずる
可能性がある。したがつて、突然の圧力低下のと
き、液体中に溶解されている気体の少くとも一部
分は、ほとんど即時に蒸発せしめられ、したがつ
て、体積比は突然大きくなる。反対に、二相流体
の圧力が増加されている間は、たとえこの圧力増
加が突然であつても、液体の飽和は両相の接触面
を介しての気体の液体中への再溶解によつて、き
わめてゆるやかに達成される。もつとも、この気
体の再溶解現象は当初においては比較的迅速では
ある。したがつて、突然の圧力上昇から生じる体
積比の値の減少は、突然の圧力低下から生じる体
積比の増加よりもゆつくりと生じる。

従来のポンプ装置は、このポンプ装置の構成部
材のうちの或るものの付近において、流体に重大
な圧力低下を局部的に生じさせるような構造にな
つており、その結果、二相流体の体積比の値のか
なりの増加を生じさせるという欠点を有してい
る。

二相流体の体積比の値が零であるとき、即ち、
気体のすべてが液体中に溶解されているとき、従
来のポンプ装置は、その使用条件がキヤビテーシ
ヨン現象、すなわち、液体中に含有されている気
体の相当部分を蒸発させる可能性のある局部的負
圧を生じさせないかぎりにおいては、その型式
（往復ポンプ、回転ポンプまたは吸上ポンプ）に
関係無く、良好な結果をもたらすことは事実であ
る。

実験の示すところによれば、これら従来のポン
プ装置は、ポンプ装置の吸込口における体積比の
値が0.2よりも小さいかぎりにおいては、満足す
べき効率で使用されうる。体積比が0.2を超えた
ときは、効率は急激に減じ、従来のポンプ装置は
実際上使用され得なくなる。

従来のポンプ装置の作動を改善するために、気
相は、例えば静的分離器または動的分離器によつ
て、ポンプ装置に吸入されるに先だつて、液相か
ら分離される。ここで、静的分離器とは、例えば
タンクの中に流体を静止させておいて気相と液相
とを分離するというように、可動部分を有しない
で分離を行なう装置のことであり、動的分離器と
は、例えば遠心力によつて気相と液相とを分離さ
せるための回転要素のごとき可動部分を有する装
置のことである。従来のポンプ装置は、かような
分離装置を備えることによつて、ポンプ装置によ
つて吸排される液体の流路とは別の流路を通つ
て、気体は排出され、ポンプ装置はあくまでも液
体だけを吸排するようにしていたのである。然し
ながら、かような分離装置を備えることは設備を
複雑なものとしてしまうことは明らかである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は従来技術による上述した欠点を改然す
るものであつて、上述したごとき分離装置を備え
ることなく、ポンプ装置それ自体が気相と液相と
を有する二相流体を効率よく吸排することができ
るようにすることを意図するものである。

（問題を解決するための手段） 本発明は流体のための吸込ポート装置と吐出ポ
ート装置とを設けられた中空のケーシングと、該
ケーシング内に収容された羽根車と、該羽根車を
回転駆動させる装置とを含み、前記羽根車はハブ
と、該ハブと一体にされた少くとも１個の主たる
羽根とを有し、前記羽根が前記吸込ポート装置に
対面した前縁と、前記吐出ポート装置に対面した
後縁とを有し、前記羽根は、該羽根車と同軸であ
る一つの円筒面と前記羽根との交差部分によつて
画成される輪郭を有しており、この輪郭は平均線
を有し、この平均線は、該羽根車の軸線に対する
この平均線の傾斜角度が前記前縁から前記後縁へ
連続的に減少するようになつており、また、この
平均線は前記前縁のところで小さい曲率を有する
ようになつており、さらに、前記平均線に沿つて
測つた曲線横座標の関数として前記平均線の曲率
の変化を示す曲線が勾配を有していて、その値が
前記羽根の前縁から後縁に向かつて漸次増大する
ようになつており、さらにまた、前記吸込ポート
装置における通路の断面積が前記吐出ポート装置
における通路の断面積よりも大きくなつているこ
とを特徴とする。

（作用） 前述した構成によつて、本発明の流体のポンプ
吸排を行なう装置は、その構造内において流体に
局部的に重大な圧力低下を生じさせるようなとこ
ろはない。すなわち、前述した平均線は傾斜角度
が前縁から後縁へ連続的に減少しており、前縁の
ところでは小さい曲率を有し、また、平均線に沿
つて測つた曲線横座標の関数として平均線の曲率
の変化を示す曲線は前縁から後縁に向かつて漸次
増大しており、更に、吸込ポート装置の通路の断
面積は吐出ポート装置の通路の断面積よりも大で
あるので、流体に対して局部的に圧力を低下させ
るところはない。従つて二相流体の圧力を増大さ
せるために使用しても従来技術で生じていたよう
な不都合はでてこない。

（実施例） 以下述べる説明において、“流体”は、その中
に気体が完全に溶解されている単相流体、また
は、液相と気相とが併存する二相流体のいずれを
も意味するものとする。

第１図には、流体のポンプ吸排を行なう本発明
に従つた装置の一実施例が略示しされている。

この実施例の装置は、油井の底部に導入される
ようにされている。

このポンプ装置は中空のケーシング１を有し、
ケーシング１は油井内に、容易に導入されるよう
に円筒形にされている。ケーシング１は流体を受
入れるための少くとも１個の吸込ポート２と、ポ
ンプ吸排された流体の排出通路と連通した吐出ポ
ート３とを有する。排出通路は、管４によつて概
略図示されている。ケーシング１は任意の好適な
手段、例えばねじ部５、によつて管４の端部に固
定結合されている。

第１図に示される実施例において、吸込みポー
ト２は、ケーシング１の壁に設けた複数の開口に
よつて構成され、このポンプ装置にはデフレクタ
１４が配設されている。デフレクタ１４はケーシ
ング１と一体に作られ、流体がケーシング１に進
入したのち、この流体を転向させて軸方向の、即
ちポンプ装置の軸線に平行した方向の、流れを生
じさせる。

ケーシング１内には、モータ７（その給電線は
図示されていない）によつて回転される軸６が設
けられている。この軸の回転速度は変速装置８に
よつて調節される。歯車を含む変速装置８は、そ
れ自体良く知られたものであるから、以下におい
ては詳述しない。

軸６は少くとも２個の独立した支承体９，１０
によつて適所に保持されている。

支承体１０は半径方向のアーム１１を介してケ
ーシング１に一体に取付けられており、これら半
径方向のアーム１１間の空間は、流体が矢印Ｆの
方向に流れるのを可能にするようにされている。
ころ軸受１２が軸６と支承体１０との間に配置さ
れる。ころ軸受１２の内レースは軸６に対して軸
方向に移動不能にされているが、外レースは支承
体１０に対して軸方向に変位可能にされ、これに
よつて、膨張により軸６の長さが変化した場合に
適応しうるようになつている。

吸排される流体の種類に応じ、この軸受１２と
してシール付きのころ軸受を使用しうる。しかる
に、支承体１０の両側に密閉フランジを設け、ポ
ンプ装置に取付けられるとき、フランジ内にグリ
ースの如き潤滑剤を入れてころ軸受を密封するよ
うにすれば、ころ軸受１２として普通のころ軸受
を使用することも可能である。

支承体９は、ポンプ装置に加えられる軸方向の
力に耐えうる少くとも１個の軸方向スラスト軸受
と、例えば玉軸受、テーパ・ころ軸受または直線
ころ軸受の如き少くとも１個のラジアル軸受とを
有する。

また、支承体９は密封装置１３を有し、潤滑装
置１５と連通している。潤滑装置１５は例えば油
タンクを以て構成され、この油タンクはその壁の
少くとも一部を変形自在にされており、これによ
つてポンプ装置が配置されたときの位置における
静水圧と油圧とを平衡させるようにされている。

必要とされるときは、第２の油タンクがモータ
７、変速装置８を潤滑するために配設される。

モータ７を含む第１図の左側に示した組立体
は、例えば取付フランジ１７ａによつてケーシン
グ１の延長部に固定される。

ケーシング１の内部の、吸込ポート２と吐出ポ
ート３との間の位置には、少くとも１個の、流体
圧力を増加するための圧縮装置が配置されてい
る。第１図には３個の圧縮装置１７，１８，１９
が図示されている。この個数は限定的ではなく、
これら圧縮装置の個数は、所望とする圧力増加に
依つて選ばれる。

のちにさらに詳細に説明されるこの圧縮装置は
軸６と一体化されている。即ち圧縮装置は、例え
ば、しまりばめを以て軸６に対して結合されてお
り、連続して配置される圧縮装置間に適正な間隔
をあけるためスペーサ部材２０〜２３が配設され
ている。

整流装置２４〜２６が各圧縮装置の吐出口側に
配置されている。この整流装置は例えば取付けね
じ２７（一点鎖線によつて略図的に示されてい
る）によつてケーシング１と一体化されている。

図面を明瞭なものにするため、前記スペーサ部
材と前記整流装置との間の間隙と、前記圧縮装置
と前記ケーシングとの間の間隙と、前記圧縮装置
と前記整流装置との間の間隙は、相当大きく描か
れているが、実際には、これらの間隙は、ポンプ
装置が適正な機械的作動を行ない得る範囲で最小
限の値に減じられるべきであり、これによつて、
流体漏れが最小にされるとともに、各構成要素の
作動温度における膨張即ちデイラテーシヨンによ
る各構成部材間における相互の運動が（一方が他
方にぶつかつて）阻害されることのないようにさ
れるべきである。

第２Ａ図と第２Ｂ図には、流体圧力を増大させ
るための圧縮装置の２種類の例が示されている。
この圧縮装置は、軸６と一体にされたハブ２８と
後述の羽根２９とを有する羽根車を含有する。軸
６は、ポンプ装置の作動の間、矢印ωによつて示
される方向に回転される。

ハブ２８は少くとも１個のブレードすなわち羽
根２９を有する。第２Ａ図と第２Ｂ図とに示され
る例においては、ハブ２８は２個の羽根２９を回
転させる。これら羽根２９の特徴は後述する。こ
の羽根の個数は特に限定する必要はないが、羽根
車の静的釣合い並びに動的釣合いが容易であるよ
うな羽根数を選ぶのが好ましい。ケーシング１の
穴は円筒形であつて、その直径は、羽根が回転し
たときにこの羽根の端縁によつて形成されらる円
筒形の直径よりもわずかに大きい。

これら羽根２９はハブ２８に差込まれてそれに
対して溶接によつて固定されるが、ハブ２８と羽
根２９との組立体は好ましくは好適な寸法の金属
片を機械加工することによつて、あるいはまた鋳
造によつて製作される。

軸６と、ハブ２８と、羽根２９と、整流装置２
４，２６と、デフレクタ１４との組立体を数個の
部品から製作することができ、一方、これに代つ
て、ハブ２８と、羽根２９と、それらが取付けら
れる軸６の部分とを一体的に製作し、軸６の異な
る部分をポンプ装置の組立時に互いに結合するよ
うにすることもできる。

第３Ｂ図を参照して、前述した「平均線」につ
いて詳述しておく。羽根は、羽根車と同軸である
一つの円筒面と羽根との交差部分によつて画定さ
れる輪郭を有している。そこで前記の如く羽根車
と同軸の円筒面と羽根との交差部分の輪郭を考え
てみる。この円筒面を展開したとき（即ち、この
円筒面を平面に巻きほぐしたとき）輪郭Ｓは第３
Ｂ図の前縁Ａと後縁Ｂとの間の２本の太線で画成
されたものとなる。ＡとＢとを直線Ｌで結び、Ｌ
上の点Ｅ，E′からＬに直角に延ばした線が２本
の太線を横切る点を、Ｃ，Ｄ；C′，D′とし、そ
の中点をＭ；M′とする。かようにして作つた中
点Ｍ，M′を連結すると破線で示した線Ｆが画定
されるが、このような線Ｆを「平均線」と言うこ
とにする。第３図はかようにして得られた羽根の
展開された輪郭の平均線を示すものであつて、前
縁が３０で後縁が３０ａで示されている。羽根の
「平均線」とは、従つて、零に等しい厚さを有す
るような理論的な羽根を意味していることにな
る。

本発明者は、前記した目的を達成するために
は、この「平均線」が次のようになつていなけれ
ばならないことを発見したのである。即ち、 (1) 回転軸線XX′に対する前記平均線の傾斜角
（前記軸線と、羽根の平均線上の任意の点に対
する接線との間の角度θとして決定される）は
この点が羽根の前縁３０から羽根の後縁３０ａ
へ向かつて移動するとき連続的に減じる。

(2) 羽根の曲率１／ρは前縁のところで小さい、
即ち前縁のところの曲線半径ρは大きい。

(3) この平均線に沿つて測つた曲線横座標の関数
としてこの平均線の曲率の変化を示す曲線が勾
配を有していて、その値が羽根の前縁から後縁
に向かつて漸次増大するようになつている（第
３Ａ図参照）。

当業界において“作動点（operating point）”
として知られているものを基準として前記ポンプ
装置は設計され、前縁３０における平均線の傾斜
角αは下記の関係式によつて決定される（なお、
“作動点”とは、ポンプ設計時に基準とする、作
動の物理的条件（流量、圧縮比、温度、回転速度
等）のことである。ポンプは広い範囲の物理的条
件下で作動されるものであるが、その設計時に
は、ポンプがある一定の物理的条件下で作動され
るものとして理論的計算が行われる。このような
設計基準となる一定の物理的条件が“作動点”で
ある。従つて、一般にはポンプが“作動点”で作
動されたときにその作動効率がよいと云える。） ｔ_gα＝ωＲ／Ｖ 但し、ωは、ラジアン／秒で表わした羽根車の
回転速度、 Ｒは、前縁３０における平均線上の一点と前記回
転軸線X′Xとの間のメートルによる距離、 Ｖは、圧縮装置における流体の流れの方向におい
て、前記一点のすぐ上流における流体のメート
ル／秒で表わした速度である。

羽根は薄い輪郭を有している方が好ましい。そ
うすれば羽根の外面と内面とはほとんど平行にな
るであろう。しかし、実際においては、羽根は然
るべき機械的強さを有していなければならない。
かくて、実際においては、第４図に示したごとく
最小限度の厚さｅを有しなければならない。第４
図を参照して分るように、実際においては、前縁
３０の近くにおいて、羽根の内面と外面は、前記
の関係式で規定したαとは違つて、αに対して小
さい傾斜角α′と、大きい傾斜角α″とを有せざる
を得ないわけである。傾斜角α′とα″との角度差
は10゜より小さく、好ましくは６゜よりも小さく
される。第４図によつて図示される如く、羽根の
内面と外面は小さい曲率の丸形部分を介して接続
される。

作動点において、ωＲｍ／Ｖが４よりも大きく、 Rmは次式 2Rm²＝Re²＋Ri² によつて決定される平均半径であり、Reは羽根
の外半径、Riはハブの半径または羽根の内半径
（ともに羽根の前縁を含む平面において測定す
る）であるように、前記ハブを速度ωを以て回転
させることが好ましい。

第２Ａ図に図示される例においては、ハブ２８
は一定の直径φを有し、ハブ２８の長さＤは好ま
しくは前記直径の値の少くとも50％、特に好まし
くは50％〜300％、に等しく選ばれる。

第１図と第２Ｂ図の例に於ては、ハブ２８の直
径は一定でない。このハブ２８の形状は第５図に
よつて示されている。

第５図においては、ハブ２８のみが図示されて
いるに過ぎない。この図面から明らかな如く、吸
込みポート２の近くに位置されるハブ２８の横断
面の直径AA′は、吐出ポート３に近いハブ２８の
横断面の直径CC′よりも小さい。これら横断面間
に於て、ハブ２８の直径は連続的に漸増する。圧
縮装置における流体の流れ方向Ｆに見たときに、
長さがｄであるハブの第１部分の直径の変化は、
残部分における直径の変化に比べて小さくなつて
いる。即ち、第５図において、ＣＥ／ＢＥ＞ＢＤ／ＡＤ
となつて いる。第５図のＡ点の付近を拡大して示したのが
第５Ａ図であるが、Ａ点とＢ点を結ぶ弦（P₁）は
最大で35％（＝３５／１００）に等しい勾配を有し、Ａ
点 における曲線ABの接線（P₂）は弦（P₁）の勾配よ
り小さく、最大で20％（＝２０／１００）に等しい勾配
を 有している。

前記の如きハブ２８を使用して、本発明者は、
羽根は、前記ハブの第１部分において羽根の全長
の少くとも70％に等しい長さを有するのが好まし
いこと、またハブの第１部分の長さｄはハブ２８
の全長Ｄの最大60％に等しくするのが好ましいこ
と（これら長さｄとＤは回転軸線に対して平行の
方向に計測される）を発見した。

二相油性流体の吸排のために設計されたポンプ
装置の、第１図によつて示される油井のための使
用においては、ハブ２８（第５図）の平均直径φ
ｍの値の50〜100％の間の長さＤを選ぶことによ
つて良好な結果が達成された。

以上述べた如きハブを用いれば、流体が前記第
１の部分を流れるときには実際上あまり妨害を受
けることはなく、一方、流体の圧力上昇は前記第
２部分において、即ち前記平均線が最小の曲率半
径を有する部分において、主として達成される。
この圧力上昇は、主としてハブの直径の増加によ
つてもたらされる。ポンプ装置のその他の設計事
項、例えば、ハブの最小直径、ケーシングの内
径、等……は、最大許容寸法、流体の流量、所望
圧力上昇、ポンプ装置吸込口において希望される
最大体積比等との関連において、各用途ごとに、
当業者によつて決定されうる。

圧縮装置の出口において、流体は、その方向が
軸線方向でない速度を有する。当業界に於てよく
知られている如く、整流装置の使用は、流体の流
れの周方向へ向う成分をなくし、あるいは少なく
とも減じるようにすることによつて静圧を増加さ
せる。

整流装置としては任意の従来公知の形式のもの
を使用しうるが、圧縮装置が、増大する直径のハ
ブを有するときには、第６図と第７図とによつて
図示される形式の整流装置を使用することが好適
である。これら図面においては、整流装置は実線
を以て示され、圧縮装置は一点鎖線を以て示され
ている。

ハブが変化する直径を有するときは、整流装置
は、フイン３２を担持するスリーブ３１（第６
図）によつて形成される。フイン３２に結合され
たリング３３は、整流装置が例えばねじ２７（略
図で示されている）を介してケーシング１に結合
されることを可能にする。

スリーブ３１の外径は、矢印Ｆによつて示され
る流体の流れの方向を考慮に入れるとき、整流装
置の入口から出口へ漸増し、したがつて、流体の
横断面は漸増する。

本発明の好ましき実施例においては、整流装置
の入口における流体の流れの横断面は、流体の流
れの方向を考慮するとき、整流装置の上流におけ
る圧縮装置の吐出口における流体の流れの横断面
に等しく、一方、整流装置の出口における流体の
流れの横断面はこの整流装置の下流に位置される
圧縮装置の吸込口における流体の流れの横断面に
等しい。

フイン３２は、流体の流れの転向と整流とを可
能にするような輪郭を有する。この整流装置の入
口において、この流れは圧縮装置の吐出口におけ
る流体の流れに対して接線方向であり、一方、出
口においては、フイン３２はポンプ装置の軸線を
通る平面に対して接線方向である。これら２個の
端部間において、ポンプ装置の軸線に対するフイ
ン３２の傾斜角は連続的に変化している（第６図
の右側の鎖線を参照）。ねじれたフインを有する
このような整流装置は、好ましくは圧力下におい
て鋳造することによつて製作される。

整流装置の製作を容易にするため、フイン３２
（それらの展開輪郭は第７図に図示されている）
に前記整流装置の入口と出口との間において一定
の値の曲率半径を与え、これらフイン３２の輪郭
をねじれたものにしないようにすることも可能で
ある。これらフイン３２は、例えば、円筒形要素
の一部分によつて構成される。そのような整流装
置は、実施された試験においてすぐれた結果を示
し、出口において、下流に配置された圧縮装置の
吸込口における軸方向速度に等しい流れの軸方向
速度が得られ、これによつて、一連の同形同寸法
の圧縮装置の使用が可能にされる。

本発明から逸脱することなしに、いくつかの変
更がなされうる。圧縮装置のハブ２８は、第８図
に示される如く、その第２部分の直径が急激に増
加していて遠心効果をもたらすようになつている
ものであつてもよい。第８図の例においては、羽
根の高さは実質的に一定にされ、ケーシング１ａ
―１ｂの穴は、羽根が回転したときに占める体積
を、ケーシング１ｂの穴の内面がちようど包むよ
うな関係になつている。

１個または複数個の圧縮装置と、整流装置とを
有するポンプ装置は、水底油井から油と気体（二
相流体）を採集するために必要とされる高い流量
をもつて二相流体を汲み上げ得るように設計され
うる。

また、２個の主羽根（前述された如き羽根）の
間に、長さを短縮された中間羽根を挿入すること
も可能である。

そのような中間羽根は、羽根車の展開図である
第９図に概略図示される如く、ハブの第２部分に
配置され得る。この場合において、中間羽根は、
ハブの第２部分に配される主羽根の輪郭と同じ輪
郭を有しうる。二相流体のポンプ吸排を行なうた
めの本発明のポンプ装置を、体積比が零或いは極
めて小さい流体のポンプ吸排を行なうために使用
することができることは勿論である。

（本発明の効果） 本発明によれば、体積比が0.9、または0.9を越
えるような範囲までの二相流体に対して効率良く
圧力増加を行なうことができる。従来技術によつ
たのでは、体積比が0.2を越えるとポンプ作用を
行なうことはできず、この場合、吸込ポート装置
から吐出ポート装置へ流体を汲み上げようとする
と、吐出ポート装置から吸込みポート装置へ流体
が再循環してしまつていたのである。

また、体積比０から0.2までの範囲において
も、従来技術のものに対して本発明は圧力増加を
より大なるものとなし得る。かくして、本発明は
単相流体用としても好適に使用できるうえに、特
に二相流体用として従来技術に対して優れた特性
を有している。

加えて、本発明によるときにはキヤビテイシヨ
ン現象が生じないが、従来技術においてはそれが
生じてポンプ装置が早急に破損されてしまう惧れ
がある。かくて、本発明によるポンプ装置は長寿
命であると言うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、油井からの二相流体のポンプ吸排を
行うために好適な、本発明に従つた装置の一実施
例の概略的軸方向断面図、第２Ａ図及び第２Ｂ図
は、圧縮装置の２種類の例を示す斜視図、第３図
はハブによつて担持される羽根の展開輪郭の全般
形状を示した図、第３Ａ図は平均線に沿つて測つ
た曲線横座標の関数として平均線の曲率の変化を
示す曲線の図、第３Ｂ図は平均線を説明するため
の図、第４図は羽根の前縁を一そう詳細に示した
図、第５図は第２Ｂ図によつて図示されたハブの
輪郭の変化をさらに詳細に示した図、第５Ａ図は
第５図の一部分を拡大して示した図、第６図は変
化する直径のハブを有する場合における整流装置
の横断面図、第７図はこの整流装置のフインの輪
郭の展開図、第８図と第９図は本発明の別の実施
例を示す図面である。 １は「ケーシング」；２は「吸込ポート」；３
は「吐出ポート」；４は「管」；６は「軸」；７
は「モータ」；８は「変速装置」；９は「支承
体」；１０は「支承体」；１１は「アーム」；１
２は「ころ軸受」；１３は「密封装置」；１４は
「デフレクタ」；１７は「圧縮装置」；１８，１
９は「圧縮装置」；２０は「スペーサ部材」；２
１，２２，２３は「スペーサ部材」；２４，２
５，２６は「流れ整流装置」；２８は「ハブ」；
２９は「羽根」；３０は「前縁」；３０ａは「後
縁」を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも液体を含有する流体のポンプ吸排
   を行なう装置にして、前記流体のための吸込ポー
   ト装置と吐出ポート装置とを設けられた中空のケ
   ーシングと、該ケーシング内に収容された羽根車
   と、該羽根車を回転駆動させる装置とを含み、前
   記羽根車はハブと、該ハブと一体にされた少なく
   とも１個の主たる羽根とを有し、前記羽根が前記
   吸込ポート装置に対面した前縁と、前記吐出ポー
   ト装置に対面した後縁とを有し、前記羽根は、該
   羽根車と同軸である一つの円筒面と前記羽根との
   交差部分によつて画成される輪郭を有しており、
   この輪郭は平均線を有し、この平均線は、該羽根
   車の軸線に対するこの平均線の傾斜角度が前記前
   縁から前記後縁へ連線的に減少するようになつて
   おり、また、この平均線は前記前縁のところで小
   さい曲率を有するようになつており、さらに、前
   記平均線に沿つて測つた曲線横座標の関数として
   前記平均線の曲率の変化を示す曲線が勾配を有し
   ていて、その値が前記羽根の前縁から後縁に向か
   つて漸次増大するようになつており、さらにま
   た、前記吸込ポート装置における通路の断面積が
   前記吐出ポート装置における通路の断面積よりも
   大きくなつている装置。 ２ 前記主たる羽根の厚さがその長さの最大部分
   に亘つて変化せず、前記羽根の内面と外面が相互
   間において、前縁において最大10゜に等しい角度
   を画成し、これら内面と外面が小さい曲率半径の
   丸形部分によつて結合されている特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ３ 前記主たる羽根の平均半径（Rm）が、前記
   装置の作動間、比ωＲｍ／Ｖの値が少なくとも４に等 しく、但し（Rm）がメートルを以て表わされ、
   下記関係式、 2Rm²＝Re²＋Ri² によつて決定される平均半径に等しくされ、前記
   関係式において、（Re）は前記羽根の前縁の平面
   の一点において測定された羽根の外径、（Ri）は
   その内径、（ω）はラジアン毎秒で示される羽根
   車の回転速度、（Ｖ）は前記流体の流れの方向を
   考慮したときの前記一点のすぐ上流における流体
   の、メートル毎秒で計測された軸流速度である、
   特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 前記羽根車が一定の直径を有する特許請求の
   範囲第３項記載の装置。 ５ 前記ケーシングの穴が円筒形であつて、その
   直径は、前記羽根が回転したときに該羽根の端縁
   によつて形成される円筒形の直径よりもわずかに
   大きい、特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれか１項に記載の装置。 ６ 前記羽根がその全長に亘つて一定の高さを有
   する特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 前記ケーシングが円筒形である特許請求の範
   囲第５項記載の装置。