(57)【要約】【課題】従来に比べて、シールの加工コスト、振動性能、及びシール性能向上に基づくポンプ性能の３つの総合的な評価の向上を達成する。【解決手段】  多段遠心ポンプは、ケーシングと回転体とが対向する第一の対向部位と、第二の対向部位であって、第二の対向部位と回転軸との間の距離が前記第一の対向部位と回転軸との間の距離よりも小さい、第二の対向部位と、を有し、非接触環状シールは、第一の対向部位と第二の対向部位とに設けられ、第一の対向部位における非接触環状シールは、ケーシング側の漏れ流路面に設けられたネジ溝又は平行溝と、第一の対向部位の回転側の漏れ流路面に設けられた平滑な円筒面と、を備え、第二の対向部位における非接触環状シールは、記ケーシング側の漏れ流路面及び回転側の漏れ流路面のそれぞれに設けられた、互いに平行である円筒面を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と該回転軸に備えられた複数の羽根車を含む回転体と、
前記回転体を囲繞するケーシングと、
前記回転体と前記ケーシングとの対向部位の間隙をシールする非接触環状シールと、を備えた多段遠心ポンプであって、
前記ケーシングと前記回転体とが対向する第一の対向部位と、
第二の対向部位であって、前記第二の対向部位と前記回転軸との間の距離が前記第一の対向部位と前記回転軸との間の距離よりも小さい、第二の対向部位と、を有し、
前記非接触環状シールは、前記第一の対向部位と前記第二の対向部位とに設けられ、
前記第一の対向部位における非接触環状シールは、前記ケーシング側の漏れ流路面に設けられたネジ溝又は平行溝と、前記第一の対向部位の回転側の漏れ流路面に設けられた平滑な円筒面と、を備え、
前記第二の対向部位における非接触環状シールは、前記ケーシング側の漏れ流路面及び前記回転側の漏れ流路面のそれぞれに設けられた、互いに平行である円筒面を備えたことを特徴とする、多段遠心ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載された多段遠心ポンプにおいて、
前記第一の対向部位の非接触環状シールの漏れ流の入口圧力と出口圧力の差は、前記第二の対向部位の非接触環状シールの漏れ流の入口圧力と出口圧力の差よりも大きいことを特徴とする、多段遠心ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された多段遠心ポンプにおいて、
前記第一の対向部位は、前記羽根車の吸込口の外周部とそれに対向するケーシングにより構成されることを特徴とする、多段遠心ポンプ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載された多段遠心ポンプにおいて、
前記第二の対向部位は、前記羽根車から吐出された流体が次段の羽根車の吸込口に入るまでの間に前記ケーシングに固定されたハブと、それに対向する前記回転軸により構成されることを特徴とする、多段遠心ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非圧縮性流体を扱う多段遠心ポンプに係る。
【背景技術】
【０００２】
液体を移送する回転機械（以下、「ポンプ」という）は、発電、化学プロセス、下水道、上水道、など各種のプラントや設備に幅広く使用されている。図１は、典型的な多段遠心ポンプ１（ＪＩＳハンドブック  ポンプ  第１版  第７４頁から引用）の断面図を示す。ポンプは、羽根車を装着した回転軸をケーシング内部に有し、この回転軸は、軸受により回転自由に支持されている。そして、ポンプは、吸込口から吸込まれた液体を、羽根車の回転により昇圧し、吐出口から吐出させる。ポンプ内部の流路において、固定部（ケーシング）と回転部（回転軸）との僅かな隙間は非接触でシールされ、昇圧された液体の低圧側への漏洩が少なくなるようにしている。これは、高圧側から低圧側への流体の漏洩が、ポンプ効率を低下させる大きな要因となるからである。
【０００３】
図１を参照して、ポンプの仕組みと流体の流れ漏洩箇所について説明する。この高圧ポンプは、図示しない電動機に連結されて回転する回転軸１１と、回転軸１１に嵌合されてこの回転軸１１と共に回転する羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃを収容するケーシング３１と、主軸１１がケーシング３１を貫通する箇所に取り付けられて、ケーシング３１内の液体がケーシング３１と回転軸１１の間から漏れないようにシールする軸封５１ａ、５１ｂとを備えている。この高圧ポンプを回転駆動するための電動機は、回転軸１１の左端に嵌合されたカップリング１３を介して連結される。
【０００４】
回転軸１１に締結された１段目羽根車２１ａは、回転軸１１の回転に伴い回転し、吸込口３３から流体をポンプ内へと導く。１段目羽根車２１ａにより昇圧された流体は、第１流路３５ａを通り、２段目羽根車２１ｂへと導かれる。２段目羽根車２１ｂによって昇圧された流体は、第２流路３５ｂを通過し３段目羽根車２１ｃへと導かれる。流体は３段目の羽根車２１ｃで更に昇圧されて、吐出口３７より吐出され、図示しない配管によって移送される。すなわち流体は、１段目羽根車２１ａ、２段目羽根車２１ｂそして３段目羽根車２１ｃによって昇圧される。
【０００５】
各羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃの吸込側と吐出側に生じる高圧側と低圧側の圧力差により、流体は、高圧側と低圧側の間に僅かな隙間があれば、高圧側から低圧側へ流れる。この流れは羽根車の作用により生じた高低圧力差を打ち消すように作用するので、漏洩である。このような漏洩は、図中の円で囲まれた部位、具体的には、羽根車入口部、羽根車と次の羽根車との間、最終羽根車出口とスラストバランス用低圧室（この室はポンプ入口圧とつながる）との間などの隙間で生じる。一般に、漏洩が大きいほどポンプ性能の低下に与える影響は大きい。この漏洩は、圧力差が大きい箇所ほど、回転軸中心から離れているほど、また、多段ポンプにおいては、羽根車の段数が多いほど、大きくなる。
【０００６】
図２は、羽根車周辺の代表的な拡大図として、図１に示した羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内の、１段目羽根車２１ａを示す。多段ポンプの羽根車周辺における流体の漏洩箇所は、主に、羽根車吸込口２３の外周面とケーシング３１ａとの対向部位Ｘと、羽根車２１ａの背面の外周面とケーシング３１ｂとの対向部位Ｙである。
【０００７】
主軸１１に嵌合された羽根車２１ａは、主軸１１が回転すると同時に回転して、羽根車吸込口２３から流体を吸込む。吸込まれた流体は、回転する羽根によってエネルギーを与えられ、流路内で高圧となり吐出される。吐出された高圧の流体は、ケーシング３１の流
路を流れ次の２段目羽根車２１ｂに移送される。
【０００８】
しかし、高圧側の吐出口２５から流れ出る流体のごく一部は、対向部位Ｘ，Ｙに形成される隙間から、低圧側に流れ出る。流れ出た流体は漏洩流体でありポンプの効率を低下させる。
【０００９】
ポンプの効率を低下させないために、これら各対向部位Ｘ，Ｙには、非接触環状シール４１、４３が設置される。最も基本的な非接触環状シールとしては、シール内の固定部と回転部による流路が平行で平滑な面である二重円筒からなる平滑シールが知られている。また、平滑シールと比べて、漏洩量が少なくなるシール構造として、平行溝シール、ダンパーシール、ネジ溝シール等が知られている。
【００１０】
図３は、平行溝シールの部分断面図である。図４は、ハニカムパターンを有するダンパーシールの部分断面図である。図５は、ホールパターンを有するダンパーシールの部分断面図である。図６は、ネジ溝シールの部分断面図である。図３に示すように、平行溝シールにおいては、シール内流路の回転部（回転軸１１１）の外周面は平滑であるが、固定部の表面には、同心円状の溝が複数設けられる。この平行溝シール１３６では、シール内を流れる流体が溝を通過する際に発生する渦によるエネルギー損失や、流路の急拡大及び急縮小に伴う圧力損失等による影響が流体に与えられることにより、液体の漏洩量を低減することができる。
【００１１】
一方、ダンパーシールにおいては、図４及び図５に示すように、シール内流路の回転軸１１１の外周面は平滑であるが、固定部の表面に複数の凹凸部が設けられる。この凹凸の形状としては、図４に示すハニカムパターン１３７や図５に示すホールパターン１３８等が採用される。ハニカムパターン１３７のダンパーシールでは、シールの固定部の表面がハニカム構造であり、多数の六角形の凹部を有している。この凹凸面を流れる流体の圧力損失により、流体の漏洩が減少する。ホールパターン１３８のダンパーシールでは、シールの固定部の表面に多数の円形凹部を設け、この凹凸面を流れる流体の圧力損失により、流体の漏洩が減少する。
【００１２】
また、図６に示すネジ溝シールは、回転部及び固定部のいずれか、もしくは両方のシール部（図では、回転軸１１１）にネジ１４５を形成した構造を有する。このため、回転軸１１１が回転すると、回転方向によっては、ポンピング効果によって流体を高圧側に押し戻し、漏洩量を大きく減少させることができる。これは、ネジ溝シールの大きな利点である。特に水などの液体である非圧縮性流体に使用される場合に、その効果を特に発揮する。
【００１３】
前述のように、非接触環状シールの技術において重要なことの一つは軸封特性である。ただし軸封特性の他に、振動特性も重要であり、軸封特性と振動特性との調和を図ることも重要な点である。しかし、前述で紹介したシール構造には、それぞれ一長一短があり、軸封特性が良ければ振動特性が悪かったり、逆に振動特性が良ければ軸封特性が悪かったりという特徴がある。
【００１４】
平滑シールは、他の平行溝シール、ダンパーシール、ネジ溝シールに比べて、軸封性能は劣っており、漏洩量は多い。しかしながら、シール内の液膜により、剛性効果、減衰効果が生じるので、振動特性は他のシールに比べてよい。平行溝シールは、平滑シールに比べて軸封特性は優れているが、シール内液膜の剛性効果、減衰効果は期待できず、平滑シールに比べて振動特性が悪くなる。
【００１５】
ネジ溝シールは、軸回転の方向により高圧側に流体を押し返すため、平行溝シールより
さらに優れた軸封特性を有する。ただし、図６に示すように回転部にネジ１４５を形成した場合には、高圧側に流体を押し返すために流体に周方向の力が加わるので、不安定振動発生の大きな原因となり、ネジ溝シールは振動特性に関しては平行溝シールよりさらに大きなデメリットを持つ。一方、固定部にネジを成形した場合には、不安定振動が生じない。このため、ネジ溝シールは、使い方に注意が必要である。
【００１６】
ダンパーシールは、流路面の凹凸によるエネルギー損失が大きく、上述の平行溝シールやネジ溝シールと比較して振動の減衰効率が優れており、回転軸１１の振動を安定化させる。しかし、軸封特性は際立って良いというわけではなく、平行溝シール、ネジ溝シールほどには期待できない。
【００１７】
以上のように、軸封特性や振動特性の異なる非接触環状シールが知られているが、平滑シールは構造が単純であるので、他のシールに比べ製造コストが最も安く、多段ポンプにおいては一般的に平滑シールが用いられている。しかしながら、その結果、多段ポンプでは漏れ量が多くなり、ポンプ性能の向上が妨げられている。一方で、多段ポンプに軸封特性の良い平行溝シールやネジ溝シールを用いた場合には、軸封性能は向上するが、比較的製造コストは高く、概ね振動特性が低下する。また、ダンパーシールの軸封特性と振動特性は平滑シールとねじ溝シールの中間に位置し、特に秀でたものではないににもかかわらず、ダンパーシールの製造コストは高い。そして、現時点では、軸封性能、振動性能、コストにおいて、より優れた非接触シールは製品化されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、これまでの多段ポンプでは、回転体とケーシングの間の隙間部、すなわち羽根車入口部、羽根車と次の羽根車との間、最終羽根車出口とスラストバランス用低圧室との間などに、その隙間部の振動上の影響や漏れ量の影響の違いを考慮せずに、一律に同一の構造のシールを適用してきた。
【００１９】
本発明の課題は、遠心多段ポンプにおいて、回転体とケーシングの間の隙間部ごとに適切な特性のシール構造を設け、それにより、従来に比べて、シールの加工コスト、振動性能、及びシール性能向上に基づくポンプ性能の３つの総合的な評価の向上を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１の形態によれば、回転軸と該回転軸に備えられた複数の羽根車を含む回転体と、前記回転体を囲繞するケーシングと、前記回転体と前記ケーシングとの対向部位の間隙をシールする非接触環状シールと、を備えた多段遠心ポンプが提供される。この多段遠心ポンプは、前記ケーシングと前記回転体とが対向する第一の対向部位と、第二の対向部位であって、前記第二の対向部位と前記回転軸との間の距離が前記第一の対向部位と前記回転軸との間の距離よりも小さい、第二の対向部位と、を有し、前記非接触環状シールは、前記第一の対向部位と前記第二の対向部位とに設けられ、前記第一の対向部位における非接触環状シールは、前記ケーシング側の漏れ流路面に設けられたネジ溝又は平行溝と、前記第一の対向部位の回転側の漏れ流路面に設けられた平滑な円筒面と、を備え、前記第二の対向部位における非接触環状シールは、前記ケーシング側の漏れ流路面及び前記回転側の漏れ流路面のそれぞれに設けられた、互いに平行である円筒面を備える。
【００２１】
第２の形態によれば、第１の形態において、前記第一の対向部位の非接触環状シールの漏れ流の入口圧力と出口圧力の差は、前記第二の対向部位の非接触環状シールの漏れ流の入口圧力と出口圧力の差よりも大きい。
【００２２】
第３の形態によれば、第１の形態又は第２の形態において、前記第一の対向部位は、前記羽根車の吸込口の外周部とそれに対向するケーシングにより構成される。
【００２３】
第４の形態によれば、第１の形態から第３の形態のいずれかにおいて、前記第二の対向部位は、前記羽根車から吐出された流体が次段の羽根車の吸込口に入るまでの間に前記ケーシングに固定されたハブと、それに対向する前記回転軸により構成される。
【００２４】
第１の形態から第４形態によれば、漏れ流量がポンプ効率に対して影響の大きい羽根車入口部に漏れ流量の小さいネジ溝または平行溝を設置し、漏れ流量がポンプ効率に対して影響の小さい、前段と後段の羽根車間のシールには、液膜剛性の高い平滑シールを設置することで、ポンプ主軸の軸振動低減を行う。このように、回転体とケーシングの隙間箇所ごとに、ポンプにおけるシールや振動の影響度を評価し、それに対応できる特性を備えたシール構造を選択するので、軸振動低減と漏れ低減というトレードオフ関係にある性能を両立させた多段遠心ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る高圧ポンプ（多段遠心ポンプ）の断面図を示す。
【図２】１段目羽根車２１を示す。
【図３】平行溝シールの部分断面図である。
【図４】ハニカムパターンを有するダンパーシールの部分断面図である。
【図５】ホールパターンを有するダンパーシールの部分断面図である。
【図６】ネジ溝シールの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、図面を参照しながら、本願発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明はあくまでも実施形態を例示するものであり、本願発明の技術的範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下に説明する各構成要素は、単独或いは任意の組み合わせで、発明を構成することができる。
【００２７】
[ポンプの全体概要]
図１は、本実施形態に係る高圧ポンプ（多段遠心ポンプ）の断面図を示す。この断面図を参照して、高圧ポンプの構造と仕組について説明する。この高圧ポンプ１は、図示しない電動機に連結されて回転する主軸１１と、回転軸１１に固定されてこの回転軸１１と共に回転する羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃを収容するケーシング３１と、回転軸１１がケーシング３１を貫通する箇所に取り付けられて、ケーシング３１内の液体がケーシング３１と回転軸１１の間から漏れないようにシールする軸封５１ａ、５１ｂと、ケーシング３１外部に延伸した回転軸１１を支持する軸受Ｚ，Ｚ´を備えている。この高圧ポンプを回転駆動するための電動機は、回転軸１１の左端に接続されたカップリング１３を介して連結される。
【００２８】
ケーシング３１には、ケーシング３１外から高圧ポンプ１内に水等の液体を供給する吸込口３３と、高圧ポンプ１内で羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより加圧された水等の液体をケーシング外に排出する吐出口３７が備えられている。回転軸１１に締結された１段目羽根車２１ａは、回転軸１１の回転に伴い回転し、水等の液体は遠心力により加圧されて、羽根車２１ａの外周部から吐出され、第１流路３５ａを通り、２段目羽根車２１ｂへと導かれる。１段目羽根車２１ａは連続的に水等液体を吐出すので、羽根車２１ａの中心部には、水等液体が吸込口３３から導かれる。
【００２９】
同様に、２段目羽根車２１ｂによって昇圧された流体は、第２流路３５ｂを通過し３段目羽根車２１ｃへと導かれる。流体は３段目の羽根車２１ｃで更に昇圧されて、吐出口３
７より吐出され、図示しない配管によって移送される。すなわち流体は、１段目羽根車２１ａ、２段目羽根車２１ｂ、そして３段目羽根車２１ｃによって昇圧される。また、回転軸１１は、軸受Ｚ，Ｚ´により支持されているが、軸受Ｚと軸受Ｚ´の間では支持されていないので、回転軸１１は、回転に伴い軸受Ｚと軸受Ｚ´の間の中間地点ほど振幅が大きくなる振れ回りを生じる。
【００３０】
各羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃの吸込側と吐出側に生じる高圧側と低圧側の圧力差により、流体は、僅かな隙間があれば、高圧側から低圧側へ流れる。この流れは、羽根車の作用により生じた高低圧力差を打ち消すように作用するので、漏洩である。このような漏洩は、図中の円で囲まれた部位、具体的には、羽根車入口部、羽根車と次の羽根車との間、最終羽根車出口とスラストバランス用低圧室（この室はポンプ入口圧とつながる）との間などの隙間で生じる。一般に、漏洩が大きいほどポンプ性能に与える影響は大きい。この漏洩は、高低圧の圧力差が大きい箇所ほど、回転軸中心から離れているほど、また、多段ポンプにおいては、羽根車の段数が多いほど、大きくなる。
【００３１】
図２は、羽根車周辺の拡大図として、図１に示した羽根車２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内の１段目羽根車２１ａを便宜的に示す。すなわち、他の羽根車２１ｂ、２１ｃにも同様な説明が適用される。多段ポンプ１の1段目羽根車２１ａの周辺における流体の漏洩箇所は主に、羽根車吸込口２３の外周面とケーシング３１ａとの対向部位Ｘと、1段目羽根車２１ａの背面の外周面とケーシング３１ｂとの対向部位Ｙである。対向部位Ｘの対向面は回転側がインペラリング４１ａ、固定側がケーシングリング４１ｂからなり、対向部位Ｙの対向面は回転側面４３ａ、固定側面４３ｂからなる。なお、対向部位Ｙには、固定側面４３ｂとして、ケーシング３１ｂの内面に円筒状のハブが設けられ得る。１段目羽根車２１ａは、羽根車２１ｂ，２１ｃに対応するので、対向部位Ｘと対向部位Ｙは、多段ポンプ１内には複数箇所存在する。
【００３２】
対向部位Ｘと対向部位Ｙを比べると、対向部位Ｘは対向部位Ｙに比べて回転軸１１から径方向に離れた位置にある。そのため、対向部位Ｘの隙間の流路断面積は、対向部位Ｙの隙間の流路断面積に比べて大きい。また、対向部位Ｘの隙間を通過する流体の通過前後の圧力差は、対向部位Ｙの隙間を通過する流体の通過前後の圧力差に比べて大きい。すなわち、羽根車２１ａにより加圧された水等の液体が対向部位Ｘの隙間を通って漏洩することは、ポンプ性能により大きく影響するといえる。
【００３３】
表１は、図１及び図２に示した多段ポンプ１を用いて、対向部位Ｘと対向部位Ｙのシール構成に関して振動性能、ポンプ性能、コストを指標とした総合評価を行ったものである。
【表１】
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【００３４】
比較例１では、対向部位Ｘ及び対向部位Ｙの対向面、すなわちインペラリング４１ａ、ケーシングリング４１ｂ、回転側面４３ａ、及び固定側面４３ｂ、が全て平滑な円筒面を有する。すなわち、対向部位Ｘ及び対向部位Ｙには、従来の一般的な平滑シールが設けられる。この場合の振動性能、ポンプ性能、コストを各々１００としたとき、総合評価点は３００点であった。
【００３５】
比較例２では、対向部位Ｘ及び対向部位Ｙの対向面の回転側、すなわちインペラリング４１ａ及び回転側面４３ａが平滑な円筒面であり、固定側、すなわちケーシングリング４１ｂ及び固定側面４３ｂがネジ溝加工されている。言い換えれば、対向部位Ｘ及び対向部位Ｙには、固定側のみがネジ溝加工されたネジ溝シールが設けられる。この場合には、比較例１に比べ、ポンプ性能は向上するものの、液膜剛性が生じなくなる分だけ振動性能が低くなる。また、すべてのシール部分に溝加工をすることによるコストがかかる。このため、比較例１と変わらず、総合評価点は３００であった。
【００３６】
比較例３では、対向部位Ｘ及び対向部位Ｙの対向面の回転側、すなわちインペラリング４１ａ及び回転側面４３ａが平滑な円筒面であり、固定側、すなわちケーシングリング４１ｂ及び固定側面４３ｂが平行溝加工されている。すなわち、対向部位Ｘ及び対向部位Ｙには、固定側のみが平行溝加工された平行溝シールが設けられる。比較例３も比較例２と同じく、比較例１に比べポンプ性能は向上するものの、振動性能が低く、コストがかかる。このため、比較例１と変わらず、総合評価点は３００点であった。
【００３７】
実施例１では、対向部位Ｘの対向面の回転側、すなわちインペラリング４１ａが平滑な円筒面であり、固定側、すなわちケーシングリング４１ｂがネジ溝加工されている。すなわち、対向部位Ｘには固定側のみがネジ溝加工されたネジ溝シールが設けられる。対向部位Ｙの回転側面４３ａ及び固定側面４３ｂは平滑な円筒面である。すなわち、対向部位Ｙには平滑シールが設けられる。なお、対向部位Ｘは対向部位Ｙに比べて、対向部位Ｙよりも回転軸から離れた位置にあり、隙間の流路断面積が大きく、かつ、隙間を通る流体の通過前後の圧力差が大きく、漏れ量が多い。実施例１によれば、相対的に漏れ量の多い対向部位Ｘでの漏れ量が低減し、もともと漏れ量が少ない対向部位Ｙは平滑な円筒面内に生じる液膜の液膜剛性効果により、振動を抑える働きをする。この場合の振動性能は比較例１に比べて若干下がるが、ポンプ性能は比較例１よりも高く、対向部位Ｘのケーシングリング４１ｂにだけネジ溝加工をするのでコストは比較例３と同等であった。その結果、実施例１の総合評価点は３１５点であった。
【００３８】
実施例２では、対向部位Ｘの対向面の回転側、すなわちインペラリング４１ａが平滑な円筒面であり、固定側、すなわちケーシングリング４１ｂが平行溝加工されている。すなわち、対向部位Ｘには固定側のみが平行溝加工された平行溝シールが設けられる。対向部位Ｙの回転側面４３a及び固定側面４３ｂは、平滑な円筒面である。すなわち、対向部位Ｙには平滑シールが設けられる。実施例２によれば、相対的に漏れ量の多い対向部位Ｘでの漏れ量が低減し、もともと漏れ量が少ない対向部位Ｙは平滑な円筒面内に生じる液膜の液膜剛性効果により、振動を抑える働きをする。この場合の振動性能は比較例１に比べて若干下がるが、ポンプ性能は比較例１よりも高く、対向部位Ｘのケーシングリング４１ｂにだけ平行溝加工をするのでコストは比較例１よりも低い。その結果、実施例２の総合評価点は３１０点であった。
【００３９】
以上で説明したように、実施例１及び実施例２に係るシール構成を用いた多段ポンプ１は、比較例１から比較例３と比べて振動性能、ポンプ性能、コストの３点において総合的に良好な結果を有することがわかる。
【００４０】
実施例１又は実施例２では、対向部位Ｘにおいて、羽根車２１aの外周に取り付けられるインペラリング４１ａと、それに対向してケーシングに取り付けられるケーシングリング４１ｂとにより構成される非接触環状シールとして、シール性能の良好な構造のシール、すなわちネジ溝シール又は平行溝シール）が用いられる。具体的には、インペラリング４１ａに平滑な円筒面を設け、ケーシングリング４１ｂにネジ溝又は平行溝を設ける。そして、対向部位Ｙ、すなわち羽根車２１ａの背面の外周面とケーシング３１ｂとの隙間は、対向部位Ｘに比較して、隙間の入口と出口の圧力差は比較的小さく、また隙間の流路断
面積も比較的小さい。このため、非接触環状シールを、軸封性能に劣る、漏れ流路面が平行である二重円筒からなる平滑シールとしても漏れによる影響は小さい。むしろ、平滑シールを対向部位Ｙに設けることで、シール内の液膜により、剛性効果、減衰効果が生じるという振動特性を発揮し、ポンプの回転軸の振れ回り等の振動を抑制する。このように適切なシールを適切に配置をすることで、それぞれのシールの長所を生かし、欠点を補いあうことで、全体としてポンプ性能の向上と、振動性能の向上が達成できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、ポンプなどの回転機械の非接触環状シールに利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１１  ポンプ主軸
２１ａ  １段目羽根車
２１ｂ  ２段目羽根車
２１ｃ  ３段目羽根車
３３  ポンプ吸込口
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  流路
３７  ポンプ吐出口
４１  非接触シール
４３  非接触シール
３６  低圧側流路
４５  ネジ溝シール
４７  ダンパーシール（ホールパターン）
４７  ダンパーシール（ハニカムパターン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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