(57)【要約】      （修正有）【課題】ポンプ装置における逆スラストの発生を防ぎ、同時に、吸込側へ作用する軸スラストの増大を抑制するための構造を提供する。【解決手段】羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吸込み側の側板５と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吸込側の側板６との間で形成される隙間流路の流路長２０を、側板６の幅２１よりも長い流路とし、隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成する。又は、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吸込み側の側板７と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吸込側の側板８との間で形成される隙間流路の流路長２２を、側板７の幅２３よりも長い流路とし、隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成する。【選択図】図５
2010019220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、かつ、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備えたポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載したポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、所定の角度で傾斜して形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
前記請求項１又は２に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、垂直方向に形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、かつ、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備えたポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項６】
前記請求項５に記載したポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項７】
前記請求項５又は６に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、所定の角度で傾斜して形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項８】
前記請求項５又は６に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、垂直方向に形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項９】
ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備え、かつ、前記羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板の羽根前縁近傍に軸スラストを低減するためのバランスホールが開けられているポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項１０】
前記請求項９に記載したポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項１１】
前記請求項９又は１０に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、所定の角度で傾斜して形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項１２】
前記請求項９又は１０に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、垂直方向に形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項１３】
ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備え、かつ、前記羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板の羽根前縁近傍に軸スラストを低減するためのバランスホールが開けられているポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項１４】
前記請求項５に記載したポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項１５】
前記請求項１３又は１４に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、所定の角度で傾斜して形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項１６】
前記請求項１３又は１４に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、垂直方向に形成されていることを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体機械であるポンプ装置に関し、特に、かかるポンプ装置におけるスラスト調整構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプの羽根車に作用する軸方向の流体力は軸スラストと呼ばれ、軸受けの大きさや羽根車の強度を決定する上で重要なパラメータである。この軸スラストが大きくなると、軸受けを大きくしなければならず、そのため、ポンプの製造コストが増大する。また、羽根車の強度を確保するためにその構造をも強固にしなければならず、そのため、更に、ポンプの製造コストが増大することとなる。
【０００３】
また、ケーシング内に軸装した回転軸に装着された多段の羽根車に対して、前記ケーシングに配設された多段の案内羽根ディフューザと戻り羽根流路を有する、所謂、多段ディフューザポンプにおいて、ケーシングに働く流体加振力を低減して、ポンプの振動騒音を低減するためのポンプ構造は、例えば、以下の特許文献１により、既に、知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ポンプは、液体を吸い込み側から吐き出し側の方向に輸送する流体機械であるため、作用・反作用の関係から、羽根車に作用する軸スラストは通常、吸込側に発生する。この軸スラストを低減するために使用される方法の一つとして、例えば、バランスホールの設置がある。
【０００６】
添付の図９は、羽根車の羽根を挟む二つの側板のうち、吐き出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するために、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている、従来のポンプを示している。ここでは、回転支持された回転軸１と、当該回転軸に装着された羽根車２と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路４で構成されるポンプにおいて、液体は、矢印１８で示すように、吸込み側から流入し、羽根車を通って案内羽根流路へと輸送される。よって、その作用・反作用効果により軸スラストは、通常、矢印１９で示すように、吸込み側方向に働く。この軸スラストの大きさを低減するために、バランスホール１７が側板７に開けられている。
【０００７】
一方、ポンプでは、その経年劣化により軸スラストが小さくなり、極端な例として、当該軸スラストが吸い込み側方向ではなく、その反対方向の吐き出し側方向に発生するという現象がある。この吐き出し側方向に作用する軸スラストを「逆スラスト」と呼ぶ。羽根車の吐き出し側への移動を抑制する軸受けが設置されていない場合、このような逆スラストが発生した時には、ポンプの運転を止めなければならない。通常、軸スラストは吸込み側方向のみに働くため、コスト削減の目的から、吐き出し側への移動を抑制する軸受けを設置しないことが多い。そのため、このようなポンプにおいては、逆スラスト発生現象は大きな問題となる。
【０００８】
しかしながら、従来、上述したポンプの軸スラストを低減するための技術やそれに関する特許出願は多数行われているが、しかしながら、当該逆スラストの発生を防ぎ、更には、吸込側方向へ作用する軸スラストの増大を抑制するための構造や方法に関しては未だ知られていない。従って、かかる逆スラストの発生を防ぎ、更には、吸込み側へ作用する軸スラストの増大を抑制するポンプの開発が必要である。
【０００９】
そこで、本発明では、上述した従来技術に鑑み、即ち、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、吸込み側方向に働く軸スラストの増大を抑制するためのポンプ装置の構造やそのための方法に関し、これによれば、逆スラストの発生を防ぐこと、又は、吸込み側へ作用する軸スラストの増大を抑制すること、更には、これら二つを同時に達成することが可能な改良されたポンプ装置の構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、まず、ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、かつ、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備えたポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成した、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したポンプ装置が提供される。
【００１１】
そして、本発明では、上記のポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよく、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよい。
【００１２】
更に、本発明によれば、やはり、上記の目的を達成するため、ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備え、かつ、前記羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板の羽根前縁近傍に軸スラストを低減するためのバランスホールが開けられているポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成し、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したポンプ装置が提供される。
【００１３】
そして、本発明では、上記のポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよく、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよい。
【００１４】
加えて、本発明では、上記に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、所定の角度で傾斜して形成されていることが、又は、垂直方向に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明によれば、逆スラストの発生防止と、吸込側へ作用する軸スラストの増大抑制の二つの効果を同時に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、流体機械であるポンプ装置として、特に、多段ディフューザポンプについて説明する。
【００１７】
添付の図１及び２は、多段ディフューザポンプの断面図及びその概念図であり、これらの図において、符号１００は当該多段ディフューザポンプ全体を示している。この多段ディフューザポンプ１００の内部において、その回転軸４００には複数の羽根車６００が固定されている。なお、図中の符号７００は案内羽根を示す。また、符号８００ａは、円板８００に設けられた戻り羽根である。これら羽根車６００、案内羽根７００、そして、戻り羽根８００ａが一のセットとなって、複数段、当該回転軸の軸方向に配置されて、かつ、これらの外側がケーシング９００で覆われ、もって、多段ディフューザポンプが構成されている。
【００１８】
そして、かかる多段ディフューザポンプでは、その吸い込み口から吸入された液体が羽根車６００の端縁から遠心方向に放出されて加圧され、これを複数段にわたって行い、もって、当該加圧された液体が吐き出し口から吐出される。
【００１９】
また、添付の図３及び図４は、上記で説明した多段ディフューザポンプにおける、特に、羽根車６００の側面断面図と、そのＡＡ’断面図である。即ち、これらの図からも明らかなように、羽根車６００は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板２００、３００を備えており、また、羽根は、回転軸４００を中心にして、螺旋状に、複数枚が配置されている。
【００２０】
続いて、上記にその概要構成を説明したポンプにおいて、特に、本発明が関連する、軸スラストが吐き出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更には、吸込側に働く軸スラストの増大を抑制するためのポンプ装置の構造の詳細について、以下の実施例に従って、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
添付の図５は、本発明の実施例１になるポンプの構造を示しており、この図において、ポンプは、上記ケーシング内において回転可能に支持された回転軸１と、この回転軸に装着された羽根車２と、その羽根車の外側に存在する案内羽根４を含む流路３とで構成されている。かかるポンプにおいて、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板５と、そして、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板６の構造を、図にも示すように、それらが対向する端部において、その間に形成される隙間流路の流路長２０が、上記側板５の幅２１よりも長い流路となるように構成されている。更に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口（図の符号１０側）が、その入口（図の符号９側）よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、図からも明らかなように、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ傾斜して外径に向かって形成されている。
【００２２】
即ち、かかる構成によれば、図に矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは、羽根車の出口での圧力よりも低くなる。その結果、この低下した圧力ＰＳＢにより、側板５の裏面には、図に矢印１４で示す軸スラストが、吐出し側に向かって作用する。
【００２３】
ここで、例えば、図に矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合を考える。この場合、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。その結果、隙間流路の幅が狭くなるのに伴って、その圧力損失も大きくなり、そして、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは低くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が小さくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００２４】
一方、図示はしないが、上記とは逆に、吸込側方向に働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。このように隙間流路の幅が広くなることから、その圧力損失は小さくなり、その結果、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは高くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が大きくなるため、吸込み側方向に作用する軸スラストを抑制することになる。
【００２５】
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００２６】
更に、上記の実施例１では、上記構成のポンプにおいて、上記羽根車２の羽根を挟む二枚の側板のうちの、吐出し側の側板7と、上記案内羽根４を挟む二枚の側板のうちの、吐出し側の側板8の構造を、図にも示すように、それらが対向する端部において、その間に形成される隙間流路の流路長２２が、側板７の幅２３よりも長くなり、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１２、１３を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、図からも明らかなように、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ傾斜して内径に向かって形成されている。
【００２７】
かかる構成によれば、図に矢印１２、１３で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、羽根車出口３に戻ってくるが、この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車出口３での圧力よりも高くなる。その結果、この昇圧した圧力ＰＳＢにより、側板７の裏側には矢印１５で示す軸スラストが、吸込み側に向かって作用する。
【００２８】
なお、ここで、図に矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。そして、この隙間流路の幅が狭くなるのに伴って、その圧力損失が大きくなり、その結果、圧力ＰＨＢは上昇する（高くなる）。このように、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなるため、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００２９】
これとは逆に、吸込み側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に向かって移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。そして、この隙間流路の幅が広くなることに伴って、その圧力損失は小さくなり、その結果、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側方向に作用する軸スラスト１５が小さくなるため、吸込み側に向かって作用する軸スラストを抑制することになる。
【００３０】
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００３１】
更に、上記の構成を併用することによれば、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。
［実施例１の変形例］
【００３２】
次に、添付の図６には、本発明の実施例１の変形例になるポンプの構造を示している。なお、この変形例では、ポンプは、上記の実施例１と同様の構成のポンプに対して、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうち、吸込み側の側板５と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうち、吸込側の側板６との間に形成される隙間流路の流路長２４が、側板５の幅２１よりも長い流路となるように、そして、流路の方向を、回転軸１に対して垂直方向に形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口（矢印１０を参照）が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、この変形例では、羽根車２の吸込み側の側板５を、回転軸１の軸心に対して垂直方向に伸ばし、他方、案内羽根４の側板６を、やはり、回転軸１の軸心に対して垂直方向に切り取って構成されている。
【００３３】
かかる構成によれば、上記実施例１と同様に、図に矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記の隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、隙間流路での圧力損失により、側板裏側での圧力ＰＳＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。この圧力ＰＳＢにより、側板裏側には矢印１４で示す軸スラストが吐き出し側に向かって作用する。
【００３４】
また、ここで、矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合、羽根車２は吐出し側に向かって移動するため、当該隙間流路の幅は狭くなる。そして、この隙間流路の幅が狭くなることにより、その圧力損失が大きくなり、もって、圧力ＰＳＢは低くなる。従って、吐出し側に向かって作用する軸スラスト１４は小さくなり、換言すれば、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００３５】
一方、図示はしないが、上記とは逆に、吸込側に働く軸スラストが大きくなった場合、羽根車２は吸込側に向かって移動することから、上記の隙間流路の幅は広くなる。この隙間流路の幅が広くなることにより、その圧力損失は小さくなり、その結果、圧力ＰＳＢは高くなる。従って、吐き出し側に向かって作用する軸スラスト１４が大きくなり、吸込み側に作用する軸スラストを抑制することになる。
【００３６】
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、上記の実施例１と同様に、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００３７】
更に、上記図６の変形例では、やはり、上記構成のポンプにおいて、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板のうち、吐出し側の側板7と、案内羽根６を挟む二枚の側板のうち、吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路の流路長２５が、側板７の幅２３よりも長くなるように、そして、流路の方向が回転軸１に対して垂直になるように形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１２、１３を参照）の出口（特に、矢印１３を参照）が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、この変形例では、図にも示すように、羽根車２の吐出し側の側板７の端部を、回転軸１の軸方向に伸ばして形成されている。
【００３８】
上記の構成によれば、上記実施例１と同様に、図に矢印１２、１３で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、羽根車出口３に戻ってくる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板７の裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも高くなる。この圧力ＰＨＢにより、側板７の裏側には、矢印１５で示す軸スラストが吸込み側に向かって作用する。
【００３９】
なお、ここで、図に矢印１６で示すような吐出し側に作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐き出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。そして、この隙間流路の幅が狭くなるのに伴い、その圧力損失が大きくなり、圧力ＰＨＢは上昇する（高くなる）。このように、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなるため、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００４０】
他方、逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合、図示はしないが、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記の隙間流路の幅は広くなる。そして、この隙間流路の幅が広くなることにより、その圧力損失は小さくなり、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側方向に作用する軸スラスト１５が小さくなり、吸込み側に向かって作用する軸スラストを抑制することになる。
【００４１】
即ち、この変形例でも、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、より容易に製造することが可能となると共に、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００４２】
更に、上記の構成を併用することによれば、上記実施例１と同様に、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。
【実施例２】
【００４３】
続いて、添付の図７には、本発明の実施例２になるポンプの構造を示しており、この実施例２になるポンプでは、上記実施例１になるポンプとは異なり、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板のうち、吐出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するための、所謂、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている。なお、本発明の実施例２になるポンプも、上記と同様に、ケーシング内において回転可能に支持された回転軸１と、この回転軸に装着された羽根車２と、その羽根車の外側に存在する案内羽根４を含む流路３とで構成されている。
【００４４】
そして、本発明の実施例２になるポンプでは、まず、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板５と、そして、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板６の構造を、図にも示すように、それらが対向する端部において、その間に形成される隙間流路の流路長２０が、上記側板５の幅２１よりも長い流路となるように構成されている。更に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口（図の符号１０側）が、その入口（図の符号９側）よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、図からも明らかなように、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ傾斜して外径に向かって形成されている。
【００４５】
かかる構成によれば、上記と同様、図に矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは、羽根車の出口３での圧力よりも低くなる。その結果、この低下した圧力ＰＳＢにより、側板５の裏面には、図に矢印１４で示す軸スラストが、吐出し側に向かって作用する。
【００４６】
ここで、例えば、図に矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合を考える。この場合、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。その結果、隙間流路の幅が狭くなるのに伴って、その圧力損失も大きくなり、そして、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは低くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が小さくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００４７】
一方、図示はしないが、上記とは逆に、吸込側方向に働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。このように隙間流路の幅が広くなることから、その圧力損失は小さくなり、その結果、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは高くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が大きくなるため、吸込み側方向に作用する軸スラストを抑制することになる。
【００４８】
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００４９】
更に、この実施例２では、図７からも明らかなように、上述した構成のポンプに対し、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吐出し側の側板７と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路の流路長２７が、側板７の幅２３よりも長い流路となるように形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１９、２０を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように形成する。即ち、上記の隙間流路と同様に、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ（但し、反対方向に）傾斜して内径に向かって形成されている。
【００５０】
かかる構成によれば、図に矢印１８、１９、２０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が上記の隙間流路を通って、側板７の裏側を流れる（但し、この場合、上記バランスホール１７により、その流れの方向は、上記実施例１とは逆になる）。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板７の裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。なお、この圧力ＰＨＢにより、側板７の裏側には、矢印１５で示す軸スラストが吸込み側に作用する。
【００５１】
ここで、図の矢印１６で示すような吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記の隙間流路の幅は広くなる。この隙間流路の幅が広くなるのに伴い、その圧力損失が小さくなり、その結果、圧力ＰＨＢは高くなる。よって、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００５２】
上記とは逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合、羽根車２は吸込側に移動するため、上記の隙間流路の幅は狭くなる。この隙間流路の幅が狭くなることにより、その圧力損失は大きくなり、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が小さくなるため、吸込み側に作用する軸スラストが抑制されることとなる。
【００５３】
即ち、羽根車２を構成する吐出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するための、所謂、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている、本発明の実施例２になるポンプにおいて、特に、吐出し側の側板７と、案内羽根４の吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路を、上述した構造にすることによれば、逆スラストの発生と吸込み側に作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００５４】
更には、上記の構成を併用することによれば、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。
［実施例２の変形例］
【００５５】
添付の図８には、上記実施例２の変形例になるポンプの構造を示している。なお、この変形例では、ポンプは、上記の実施例２と同様、羽根車２を構成する吐出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するための、所謂、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている。
【００５６】
そして、この変形例では、図８にも明らかなように、実施例２と同様構成のポンプに対し、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吸込み側の側板５と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吸込み側の側板６との間に形成される隙間流路の流路長２８が、側板５の幅２１よりも長い流路となるよう、そして、流路の方向を回転軸１に対して垂直方向に形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、この変形例では、羽根車２の吸込み側の側板５を、回転軸１の軸心に対して垂直方向に伸ばし、他方、案内羽根４の側板６を、やはり、回転軸１の軸心に対して垂直方向に切り取って構成されている。
【００５７】
かかる構成によれば、上記と同様、図の矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記の隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板５の裏側の圧力ＰＳＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。この圧力ＰＳＢにより、側板５の裏側には、矢印１４で示す軸スラストが吐き出し側に向かって作用する。
【００５８】
ここで、矢印１６で示すような吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。この隙間流路の幅が狭くなることに伴い、その圧力損失が大きくなり、その結果、圧力ＰＳＢは低くなる。よって、吐出し側に作用する軸スラスト１４が小さくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００５９】
逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。そして、この隙間流路の幅が広くなることに伴い、その圧力損失は小さくなり、圧力ＰＳＢは高くなる。よって、吐出し側に作用する軸スラスト１４が大きくなり、吸込み側に作用する軸スラストを抑制することになる。
【００６０】
即ち、この変形例でも、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００６１】
更に、この変形例では、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吐出し側の側板７と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路の流路長２９が、側板７の幅２３よりも長い流路となるように、そして、その流路の方向が回転軸１に対して垂直になるように形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１９、２０を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように構成する。即ち、この変形例では、図にも示すように、羽根車２の吸込み側の側板５及び吐出し側の７の端部を、回転軸１に対して垂直に、外周方向に伸ばして形成されている。
【００６２】
上記の構成によれば、図の矢印１８、１９、２０が示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記の隙間流路を通って、側板７の裏側を流れる。この時、この隙間流路での圧力損失により、側板７の裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。この圧力ＰＨＢにより、側板７の裏側には、矢印１５で示す軸スラストが吸込み側に向かって作用する。
【００６３】
なお、ここで、矢印１６で示すような吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。この隙間流路の幅が広くなることにより、その圧力損失が小さくなり、圧力ＰＨＢは高くなる。よって、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなるため、逆スラストの発生を抑制することになる。
【００６４】
逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記の隙間流路の幅は狭くなる。この隙間流路の幅が狭くなることに伴い、その圧力損失は大きくなり、その結果、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側に作用する軸スラスト１５が小さくなり、吸込み側に向かって作用する軸スラストを抑制することになる。
【００６５】
即ち、上述した隙間流路の構造によっても、より容易に製造することが可能となると共に、逆スラストの発生と吸込み側に作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
【００６６】
更には、上記の構成を併用することによれば、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。
【００６７】
以上の実施例では、本発明を、流体機械であるポンプ装置として、特に、多段ディフューザポンプに適用した例について述べたが、本発明はこれにのみ限定されることなく、その他の流体機械であるポンプ装置にも適用することが出来ることは、当業者であれば明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明が適用されるポンプ装置として、多段ディフューザポンプについて説明する側面断面図である。
【図２】上記多段ディフューザポンプの概念図である。
【図３】上記多段ディフューザポンプにおける羽根車の側面断面図である。
【図４】上記図３における多段ディフューザポンプにおける羽根車のＡＡ’断面図である。
【図５】本発明の実施例１になるポンプ装置の詳細構成を示す断面図である。
【図６】上記実施例１の変形例になるポンプ装置の詳細構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例２になるポンプ装置の詳細構成を示す断面図である。
【図８】上記実施例２の変形例になるポンプ装置の詳細構成を示す断面図である。
【図９】従来技術になるポンプにおけるバランスホールと呼ばれる釣り合い穴について説明する図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…回転軸、２…羽根車、３…羽根後縁、４…案内羽根流路、５…吸込み側の側板、６…吸込み側の側板、７…吐出し側の側板、８…吐出し側の側板、１７…バランスホール。
【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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【図７】
2010019220.tif 000009
【図８】
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【図９】
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