(57)【要約】【課題】冷却流路に供給されるシール水の量にほぼ影響を受けずに、回転軸を周方向に均一に冷却し、かつ、簡易な構成にすることができる軸冷却シール機構、及びそれを備えた一次冷却材ポンプを提供する。【解決手段】軸冷却シール機構２０の冷却流路３２内において、１枚の第１整流板４０、２枚の第２整流板４１、及び２枚の第３整流板４２を階段状に配設し、各整流板のいずれも、板面が軸方向に対して垂直とし、冷却流路３２のうち、開口部３６よりも上方側の流路部分に配設し、かつ、冷却流路３２の内周面及び外周面に接合させるものとした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と該回転軸を支持する支持体との間に形成された間隙にシール水を介在させ、前記回転軸を冷却しつつ、シールする軸冷却シール機構であって、
前記支持体の内部に形成され、前記回転軸の周方向に亘って形成された冷却流路と、
該冷却流路の上部から該冷却流路内に前記シール水を供給する供給機構と、
前記供給機構から前記冷却流路内に供給された前記シール水を、前記冷却流路内において前記周方向に分散させ、前記間隙に供給させる部材と、
を備えたことを特徴とする軸冷却シール機構。
【請求項２】
前記部材は、複数の整流板を含んで構成され、
該各整流板は、前記供給機構から供給される前記シール水、又は、上方の前記整流板から流れ落ちる前記シール水を、両端部間の途中部分で受けるように階段状に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の軸冷却シール機構。
【請求項３】
前記冷却流路の下方側の内壁に、該冷却流路の底面から所定間隔だけ開口した開口部が形成され、
前記冷却流路は、前記開口部を介して前記間隙に連通し、
前記各整流板は、前記冷却流路内において前記開口部よりも上方側に配設されたことを特徴とする請求項２に記載の軸冷却シール機構。
【請求項４】
対向する前記整流板同士の前記回転軸の軸方向の間隔、前記冷却流路の上面と該上面に最も近い位置に配設された前記整流板との間隔、及び前記冷却流路の底面と該底面に最も近い位置に配設された前記整流板との間隔は、略等しいことを特徴とする請求項２又は３に記載の軸冷却シール機構。
【請求項５】
複数の前記整流板のうち少なくともいずれかは、前記シール水が鉛直下向きに流れ落ちてきた前記整流板の部分を中心に前記周方向に離れるにしたがって、下方に傾斜を付けて構成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の軸冷却シール機構。
【請求項６】
前記部材は、微細な複数の孔が穿設され、かつ、前記冷却流路の前記周方向に延設された多孔板を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸冷却シール機構。
【請求項７】
前記供給機構は、
前記シール水を供給する供給ポンプと、
前記支持体の内部に形成され、前記供給ポンプから供給された前記シール水が前記冷却流路の上部から該冷却流路内に供給されるように、前記供給ポンプと前記冷却流路とを接続する供給流路と、
を有したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の軸冷却シール機構。
【請求項８】
縦型ポンプであり、前記回転軸の回転によって一次冷却材を送り出す一次冷却材ポンプであって、
前記回転軸と、
該回転軸を支持する前記支持体と、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の軸冷却シール機構と、
を備えたことを特徴とする一次冷却材ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸と該軸を支持する支持体との間をシールする軸冷却シール機構に関するも
のであり、特に、高温高圧状態の一次冷却材を循環させる一次冷却材ポンプに用いる軸冷却シール機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントは、原子炉と蒸気発生器との間で一次冷却材を高温高圧で循環させ
る一次冷却材ポンプを有する。この一次冷却材ポンプは、一次冷却材の流路中に羽根車（インペラ）が配置され、この羽根車を支持するシャフト（回転軸）を駆動部によって回転させ、羽根車により一次冷却材を押し出すことによって、一次冷却材を循環させる。シャフトは、支持体に回転可能に支持されており、支持体とシャフトとの間は、軸冷却シール機構によりシールされている。この軸冷却シール機構は、シャフトと支持体との間の空間にシール水を供給し、このシール水を循環させる機構である。また、軸冷却シール機構は、シャフトと支持体との間にシール水が充満することによって、一次冷却材がシャフトと支持体との間に侵入することを防止しつつ、高速で回転して高温状態となっているシャフトを冷却している。
【０００３】
上記のように、シャフトを冷却するには、シール水によってシャフトを周方向に均一に冷却する必要がある。例えば、シャフトが高速回転中に、軸冷却シール機構が、周方向の一箇所からシール水を供給した場合、当該箇所近傍の支持体が主に冷却されて収縮し、一次冷却材ポンプ全体に熱歪みが発生して軸振動が発生する可能性がある。また、一次冷却材ポンプが停止状態から再起動する場合、回転停止状態のシャフトに対して、軸冷却シール機構が、周方向の一箇所からシール水を供給した場合、当該箇所近傍のシャフトが主に冷却されて熱歪みが発生する。この状態でシャフトが回転駆動を開始すると、一次冷却材ポンプの動作に支障をきたす可能性がある。
【０００４】
このような問題を回避するために、特許文献１には、シール水によってシャフトを周方向に均一に冷却するために、シャフトの周方向の全周に流路を形成し、該流路に等間隔に４箇所からシール水を供給する軸冷却シール機構が記載されている。また、シール水によってシャフトを周方向に均一に冷却するための軸冷却シール機構の別形態として、シャフトの周方向に形成された流路のシャフト側の隔壁のインペラ側に、シャフトの周方向の全周に亘って所定間隔の開口部を設けた機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４４５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された軸冷却シール機構は、流路に供給されるシール水が所定量以上の場合、シール水を流路の周方向に均一に供給し、シャフトを周方向に均一に冷却することが可能となる。しかしながら、例えば、少量のシール水が流路に供給される場合、流路に供給されるシール水の量について周方向に分布が生じ、シャフトを周方向に均一に冷却することができないという可能性があった。また、特許文献１に記載の軸冷却シール機構のうち、シャフトの周方向の全周に流路を形成し、該流路に等間隔に４箇所からシール水を供給する機構は、シール水の供給口を複数設けるために構造が複雑になり、寸法が大きくなるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、冷却流路に供給されるシール水の量にほぼ影響を受けずに、回転軸を周方向に均一に冷却し、かつ、簡易な構成にすることができる軸冷却シール機構、及びそれを備えた一次冷却材ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明に係る軸冷却シール機構は、回転軸と該回転軸を支持する支持体との間に形成された間隙にシール水を介在させ、前記回転軸を冷却しつつ、シールする軸冷却シール機構であって、前記支持体の内部に形成され、前記回転軸の周方向に亘って形成された冷却流路と、該冷却流路の上部から該冷却流路内に前記シール水を供給する供給機構と、前記供給機構から前記冷却流路内に供給された前記シール水を、前記冷却流路内において前記周方向に分散させ、前記間隙に供給させる部材と、を備えたことを特徴とする。また、前記供給機構は、前記シール水を供給する供給ポンプと、前記支持体の内部に形成され、前記供給ポンプから供給された前記シール水が前記冷却流路の上部から該冷却流路内に供給されるように、前記供給ポンプと前記冷却流路とを接続する供給流路と、を有したものとしてもよい。
【０００９】
このように、冷却流路に設置された部材によるシール水の分散作用によって、シール水は、周方向の全周に亘って略均一に、間隙に供給される。したがって、周方向の位置によってシール水の温度の差が生じることを抑制することができ、回転軸を効率よくかつ均一に冷却することができ、冷却性能を向上させることができる。また、冷却流路に設置された部材によって、冷却流路に供給されたシール水を、周方向の全周に亘って略均一に、間隙に供給する構成としているので、供給機構から供給されるシール水の量にほぼ影響を受けずに、回転軸を周方向に均一に冷却することができる。さらに、供給機構を多数設けて、冷却流路に供給されたシール水を周方向の全周に亘って略均一に間隙に供給する構成とする必要がないので、簡易に構成することができる。
【００１０】
また、本発明に係る軸冷却シール機構は、前記部材は、複数の整流板を含んで構成され、該各整流板は、前記供給機構から供給される前記シール水、又は、上方の前記整流板から流れ落ちる前記シール水を、両端部間の途中部分で受けるように階段状に配設されたことを特徴とする。また、前記冷却流路の下方側の内壁に、該冷却流路の底面から所定間隔だけ開口した開口部が形成され、前記冷却流路は、前記開口部を介して前記間隙に連通し、前記各整流板は、前記冷却流路内において前記開口部よりも上方側に配設されることが好ましい。
【００１１】
このように、冷却流路に階段状に設置された整流板によるシール水の整流作用によって、シール水は、周方向の全周に亘って略均一に開口部を介して、間隙に供給される。したがって、周方向の位置によってシール水の温度の差が生じることを抑制することができ、回転軸を効率よくかつ均一に冷却することができ、冷却性能を向上させることができる。また、冷却流路に配設された整流板によって、冷却流路に供給されたシール水を、開口部を介して、周方向の全周に亘って略均一に、間隙に供給する構成としているので、供給機構から供給されるシール水の量にほぼ影響を受けずに、回転軸を周方向に均一に冷却することができる。
【００１２】
また、本発明に係る軸冷却シール機構は、対向する前記整流板同士の前記回転軸の軸方向の間隔、前記冷却流路の上面と該上面に最も近い位置に配設された前記整流板との間隔、及び前記冷却流路の底面と該底面に最も近い位置に配設された前記整流板との間隔は、略等しいことを特徴とする。
【００１３】
これによって、シール水を各整流板及び冷却流路の底面において、略均等に分散させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る軸冷却シール機構は、複数の前記整流板のうち少なくともいずれかは、前記シール水が鉛直下向きに流れ落ちてきた前記整流板の部分を中心に前記周方向に離れるにしたがって、下方に傾斜を付けて構成されたことを特徴とする。
【００１５】
これによって、整流板によって分散されたシール水の該整流板に沿って流れる流速を速くすることができるので、供給機構から供給されたシール水が、間隙に到達するまでの時間を短縮することができる。
【００１６】
また、本発明に係る軸冷却シール機構は、前記部材は、微細な複数の孔が穿設され、かつ、前記冷却流路の前記周方向に延設された多孔板を含んで構成されたことを特徴とする。
【００１７】
これによって、多孔板によるシール水の分散作用によって、シール水は、周方向の全周に亘って略均一に、間隙に供給されるので、周方向の位置によってシール水の温度の差が生じることを抑制することができ、回転軸を効率よくかつ均一に冷却することができ、冷却性能を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る一次冷却材ポンプは、縦型ポンプであり、前記回転軸の回転によって一次冷却材を送り出す一次冷却材ポンプであって、前記回転軸と、該回転軸を支持する前記支持体と、上記のいずれか一つの軸冷却シール機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
これによって、シール水は、開口部を介して周方向の全周に亘って略均一に、間隙に供給されるので、周方向の位置によってシール水の温度の差が生じることを抑制することができ、回転軸を効率よくかつ均一に冷却することができ、冷却性能を向上させることができる一次冷却材ポンプを得ることができる。また、冷却流路に供給されたシール水を、開口部を介して、周方向の全周に亘って略均一に、間隙に供給する構成としているので、供給機構から供給されるシール水の量にほぼ影響を受けずに、回転軸を周方向に均一に冷却することができる一次冷却材ポンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態１に係る一次冷却材ポンプの概略構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る一次冷却材ポンプが有する軸冷却シール機構の概略構造を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る一次冷却材ポンプが有する軸冷却シール機構の概略構造を示す要部断面図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る軸冷却シール機構の冷却流路に設置された整流板の配設構成を示す図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る軸冷却シール機構の冷却流路におけるシール水の流れを示す図である。
【図６】図６は、冷却流路における整流板の有無による整流作用の相違を示す図である。
【図７】図７は、実施形態２に係る軸冷却シール機構の冷却流路に設置された多孔板の配設構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施形態１］
（一次冷却材ポンプ１０の構造）
図１は、実施形態１に係る一次冷却材ポンプの概略構造を示す斜視図である。図１を参照しながら、本実施形態に係る一次冷却材ポンプ１０の構造について説明する。
【００２２】
本実施形態に係る一次冷却材ポンプ１０は、モータ１２と、回転軸１４と、インペラ１６と、支持体１８と、軸冷却シール機構２０とを有する、縦型ポンプであり、高温流体である一次冷却材を送り出すポンプである。
【００２３】
モータ１２は、回転駆動機構であり、支持体１８の上部側に支持され、回転軸１４を回転させる。
【００２４】
回転軸１４は、支持体１８によって回転自在に支持され、一方の端部にモータ１２が連結されており、このモータ１２の回転駆動によって回転する。
【００２５】
インペラ１６は、回転軸１４のモータ１２が連結されていない側（モータ１２に対して
下方側）の端部に連結されており、回転軸１４の回転と共に回転することによって、一次冷却材を外部に圧送する。
【００２６】
支持体１８は、一次冷却材ポンプ１０の外形を形成するものであり、モータ１２を支持し、回転軸１４を回転自在に支持する。
【００２７】
軸冷却シール機構２０は、回転軸１４と支持体１８との間に形成された間隙３０ａ、３０ｂ（図３において後述）にシール水を供給することによって、この間隙３０ａ、３０ｂに一次冷却材が侵入してモータ１２側に流れ出すことを防ぐシール機能を有する機構である。
【００２８】
一次冷却材ポンプ１０は、以上のように構成されており、原子炉と蒸気発生器との間の一次冷却材の流路上に設けられ、モータ１２によって回転軸１４及びインペラ１６を回転させ、回転するインペラ１６により一次冷却材を外部に圧送することによって、一次冷却材を循環させる。
【００２９】
（軸冷却シール機構２０の概略構造）
図２は、実施形態１に係る一次冷却材ポンプが有する軸冷却シール機構の概略構造を示す斜視図であり、図３は、該軸冷却シール機構の概略構造を示す要部断面図である。なお、図２は、回転軸１４及び支持体１８の図示を省略し、支持体１８に形成される軸冷却シール機構２０の部分を抜き出した状態を示している。
【００３０】
図２及び図３に示すように、軸冷却シール機構２０は、冷却流路３２と、隔壁３４と、複数の整流板と、シール水の供給機構として機能する１本の供給流路３１及び供給ポンプ３８とを有し、回転軸１４と支持体１８との間に形成された間隙３０ａ、３０ｂにシール水を供給する。ここで、間隙３０ａは、回転軸１４と支持体１８との間の間隙のうち、モータ１２側の間隙であり、間隙３０ｂは、回転軸１４と支持体１８との間の間隙のうち、インペラ１６側の間隙である。軸冷却シール機構２０は、この間隙３０ａと間隙３０ｂとの境界部分にシール水を供給することによって、間隙３０ａ、３０ｂにシール水を供給する。
【００３１】
冷却流路３２は、支持体１８の回転軸１４と向かい合う面、すなわち、支持体１８の内周面のうち、間隙３０ａと間隙３０ｂとの境界部分に対向する位置に形成された流路である。また、冷却流路３２は、支持体１８において、回転軸１４の周方向（以下、単に周方向という）の全周に亘って形成されている。
【００３２】
隔壁３４は、冷却流路３２の間隙３０ａ、３０ｂと接している面に配置されており、周方向の全周に亘って形成されている。すなわち、隔壁３４は、内周面が間隙３０ａ、３０ｂと対向し、外周面が冷却流路３２と対向している円筒形状物である。また、隔壁３４は、回転軸１４の軸方向（以下、単に軸方向という）において、モータ１２側の端部が冷却流路３２の回転軸１４側かつモータ１２側の周縁部と接合しており、インペラ１６側の端部が冷却流路３２の回転軸１４側かつインペラ１６側の周縁部と所定間隔だけ離間している。この所定間隔だけ離間した部分が、開口部３６を形成している。すなわち、冷却流路３２は、この開口部３６を介して、間隙３０ａ、３０ｂに連通している。また、開口部３６は、周方向の全周に亘って形成されている。そして、開口部３６の軸方向の長さは、少なくとも、隔壁３４の軸方向の長さよりも小さい。
【００３３】
供給流路３１は、支持体１８の内部に形成された流路であり、冷却流路３２のモータ１２側の外側面に結合し、冷却流路３２と連通している。なお、図２及び図３に示すように、冷却流路３２に結合している供給流路３１の部分は、軸方向（鉛直方向）となっているが、これに限定されるものではなく、シール水が供給流路３１を下方に向かって通過し、冷却流路３２に供給される構造であればよい。
【００３４】
供給ポンプ３８は、供給流路３１に接続したポンプであり、供給流路３１にシール水を供給する。
【００３５】
（軸冷却シール機構２０のシール機能）
次に、図２及び図３を参照しながら、軸冷却シール機構２０のシール機能について説明する。
【００３６】
軸冷却シール機構２０は、供給ポンプ３８によって供給流路３１にシール水を供給する。供給流路３１に供給されたシール水は、供給流路３１を通過して、冷却流路３２に供給される。冷却流路３２に供給されたシール水は、冷却流路３２の開口部３６を介して、間隙３０ａ、３０ｂに供給される。
【００３７】
ここで、間隙３０ｂには、インペラ１６側から回転軸１４に沿って流れてきた液体が充満している。この液体は、回転軸１４及び一次冷却材からの熱を吸収して、高温の液体となっている。軸冷却シール機構２０は、高温の液体が充満している間隙３０ｂと、間隙３０ａの境界部分に、低温のシール水（例えば、水温３０℃）を供給する。軸冷却シール機構２０からシール水が供給されることによって、境界部分よりもモータ１２側の間隙３０ａには、低温のシール水が充満した状態となる。この低温のシール水は、回転軸１４を冷却しつつ、間隙３０ａ内をモータ１２側に移動し、回収流路から回収される。また、軸冷却シール機構２０は、間隙３０ａと間隙３０ｂとの境界部分にシール水を一定以上の圧力で供給することによって、冷却流路３２から間隙３０ａ側にシール水を供給することができ、間隙３０ｂに充満している液体が、間隙３０ａに到達することを防止できる。
【００３８】
（冷却流路３２内の整流板の配設構成）
図４は、実施形態１に係る軸冷却シール機構の冷却流路に設置された整流板の配設構成を示す図である。図４において、下図は、軸冷却シール機構２０の平面図であり、上図は、下図のＡ−Ａ断面図である。図４を参照しながら、軸冷却シール機構２０の冷却流路３２に設置された整流板の配設構成について説明する。
【００３９】
図４に示すように、軸冷却シール機構２０の冷却流路３２内には、１枚の第１整流板４０、２枚の第２整流板４１、及び２枚の第３整流板４２が階段状に配設されている。各整流板は、いずれも、板面が軸方向に対して垂直であり、かつ、冷却流路３２のうち、開口部３６よりもモータ１２（図４において図示せず）側（上方側）の流路部分に配設されている。また、各整流板は、いずれも、冷却流路３２の内周面及び外周面に接合している。
【００４０】
第１整流板４０は、冷却流路３２内において最もモータ１２側（最上方）に配設されており、冷却流路３２内において周方向に１８０°に亘って配設されている。また、供給流路３１は、第１整流板４０の中央部分に対向する冷却流路３２のモータ１２側の外側面に結合している。便宜上、冷却流路３２の周方向において、この供給流路３１が結合された部分を０°の位置とし、軸冷却シール機構２０の平面視において、周方向の左回りを正とする。すなわち、第１整流板４０は、図４に示すように、冷却流路３２内において、−９０°〜９０°の範囲に配設されていることになる。
【００４１】
２枚の第２整流板４１は、第１整流板４０と第３整流板４２との間に配設されており、それぞれ、冷却流路３２内において周方向に６０°に亘って配設されている。具体的には、図４に示すように、冷却流路３２内において、一方の第２整流板４１は、６０°〜１２０°の範囲に配設され、他方の第２整流板４１は、−１２０°〜−６０°の範囲に配設されている。
【００４２】
２枚の第３整流板４２は、冷却流路３２内において最もインペラ１６（図４において図示せず）側（最下方）に配設されており、それぞれ、冷却流路３２内において周方向に６０°に亘って配設されている。具体的には、図４に示すように、冷却流路３２内において、一方の第３整流板４２は、１００°〜１６０°の範囲に配設され、他方の第３整流板４２は、−１６０°〜−１００°の範囲に配設されている。
【００４３】
また、冷却流路３２内において、各整流板は、対向する整流板同士の軸方向の間隔、冷却流路３２の上面と第１整流板４０との間隔、及び冷却流路３２の底面と第３整流板４２との間隔が、略等しくなるように配設されている。これによって、シール水を各整流板及び冷却流路３２の底面において、略均等に分散させることができる。
【００４４】
（冷却流路３２内の整流板によるシール水の整流作用）
図５は、実施形態１に係る軸冷却シール機構の冷却流路におけるシール水の流れを示す図であり、図６は、冷却流路における整流板の有無による整流作用の相違を示す図である。
【００４５】
図５に示すように、１本の供給流路３１を下方に向かって通過し、冷却流路３２に供給されたシール水５０は、冷却流路３２内に流入する。冷却流路３２内に流入したシール水５０は、まず、最上方に配設された第１整流板４０の中央部に到達する。第１整流板４０の中央部に到達したシール水５０は、第１整流板４０上を周方向に沿って左右に分散して流れる。以下、説明を簡便にするため、第１整流板４０上を周方向に沿って左右に分散して流れたシール水５０のうち、周方向の正の向きに流れたシール水５０の挙動について説明する。第１整流板４０上を周方向に沿って流れるシール水５０は、第１整流板４０の端部（９０°の位置）に向かって流れる。そして、第１整流板４０の端部に達したシール水５０は、鉛直下向きに流れ落ち、第２整流板４１上に到達する。
【００４６】
第２整流板４１上に到達したシール水５０は、第２整流板４１上を周方向に沿って左右に分散して流れる。第２整流板４１上を周方向に沿って左右に分散して流れたシール水５０のうち、周方向の正の向きに流れたシール水５０は、第２整流板４１の端部（１２０°の位置）に向かって流れる。そして、第２整流板４１の端部に達したシール水５０は、鉛直下向きに流れ落ち、第３整流板４２上に到達する。一方、第２整流板４１上を周方向に沿って左右に分散して流れたシール水５０のうち、周方向の負の向きに流れたシール水５０は、第２整流板４１の端部（６０°の位置）に向かって流れる。そして、第２整流板４１の端部に達したシール水５０は、鉛直下向きに流れ落ち、冷却流路３２の底面に到達する。
【００４７】
第３整流板４２上に到達したシール水５０は、第３整流板４２上を周方向に沿って左右に分散して流れる。第３整流板４２上を周方向に沿って左右に分散して流れたシール水５０のうち、周方向の正の向きに流れたシール水５０は、第３整流板４２の端部（１６０°の位置）に向かって流れる。そして、第３整流板４２の端部に達したシール水５０は、鉛直下向きに流れ落ち、冷却流路３２の底面に到達する。一方、第３整流板４２上を周方向に沿って左右に分散して流れたシール水５０のうち、周方向の負の向きに流れたシール水５０は、第３整流板４２の端部（１００°の位置）に向かって流れる。そして、第３整流板４２の端部に達したシール水５０は、鉛直下向きに流れ落ち、冷却流路３２の底面に到達する。
【００４８】
第２整流板４１の端部（６０°の位置）、及び第３整流板４２の両端部（１００°及び１６０°の位置）から流れ落ち冷却流路３２の底面に到達したシール水５０は、該底面上を周方向に左右に分散して流れつつ、開口部３６を介して、間隙３０ａと間隙３０ｂとの境界部分に流出する。
【００４９】
なお、第１整流板４０上を周方向に沿って左右に分散して流れたシール水５０のうち、周方向の負の向きに流れたシール水５０についても、上記のシール水５０の挙動と同様である。
【００５０】
以上のような、第１整流板４０、第２整流板４１及び第３整流板４２によるシール水の整流作用によって、シール水は、開口部３６を介して周方向の全周に亘って略均一に、間隙３０ａ、３０ｂに供給される。これによって、周方向の位置によってシール水の温度の差が生じることを抑制することができ、回転軸１４を効率よくかつ均一に冷却することができ、冷却性能を向上させることができる。具体的には、冷却流路に整流板が配設されていない場合、１本の供給流路を通過して冷却流路に供給されたシール水は、図６のグラフ６０に示すように、供給流路の近傍（０°の位置）の開口部を介して、間隙に対し大量に流れ込みやすい。一方、供給流路から離れた位置の間隙には、グラフ６０に示すように、開口部を介して、間隙に対してシール水が流れ込みにくく少量のシール水が供給されるのみである。このように、周方向のシール水の量が不均一になると、シール水の量が多い供給流路近傍の間隙の液体は温度が低くなり、シール水の量が少ない供給流路から離れた位置の間隙の液体は温度が高くなる。このため、回転軸１４に接するシール水の温度が周方向で不均一となり冷却性能が低下する。これに対して、本実施形態に係る軸冷却シール機構２０は、図６のグラフ６１に示すように、シール水を周方向の全周に亘って略均一に開口部３６を介して、間隙３０ａ、３０ｂに供給するので、回転軸１４に接するシール水の温度を周方向で均一にすることができ、回転軸１４を周方向に均一にかつ効率よく冷却することができ、冷却性能を向上させることができる。
【００５１】
また、上述のように、整流板によって、冷却流路３２に供給されたシール水を、開口部３６を介して周方向の全周に亘って略均一に、間隙３０ａ、３０ｂに供給する構成としているので、供給流路３１から供給されるシール水の量にほぼ影響を受けずに、回転軸１４を周方向に均一に冷却することができる。
【００５２】
さらに、供給流路３１を多数設けて、冷却流路３２に供給されたシール水を周方向の全周に亘って略均一に間隙３０ａ、３０ｂに供給する構成とする必要がないので、簡易に構成することができる。
【００５３】
また、供給流路３１は、冷却流路３２に対して１本接続される構造としているが、これに限定されるものではなく、複数の供給流路３１を冷却流路３２に接続し、それに対応した冷却流路３２の整流板の配設構成としてもよい。
【００５４】
また、冷却流路３２内に配設された整流板は、１枚の第１整流板４０、２枚の第２整流板４１、及び２枚の第３整流板４２の計５枚で構成されるものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、シール水を周方向の全周に亘って略均一に開口部３６を介して、間隙３０ａ、３０ｂに供給できる範囲であれば、その他の数の整流板を配設するものとしてもよい。また、各整流板が周方向に亘って占有して配設される構成は、上述の構成に限定されるものではなく、シール水を周方向の全周に亘って略均一に開口部３６を介して、間隙３０ａ、３０ｂに供給できる範囲であれば、異なる角度を占有して配設される構成としてもよい。
【００５５】
また、冷却流路３２に配設された各整流板は、板面が軸方向に対して垂直であるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、シール水が鉛直下向きに流れ落ちてきた整流板の部分を中心に周方向に離れるにしたがって、下方に傾斜を付ける構成としてもよい。これによって、整流板によって分散されたシール水の該整流板に沿って流れる流速を速くすることができるので、供給ポンプ３８から供給されたシール水が、間隙３０ａ、３０ｂに到達するまでの時間を短縮することができる。
【００５６】
［実施形態２］
実施形態２に係る軸冷却シール機構２０ａについて、実施形態１に係る軸冷却シール機構２０と相違する点を中心に説明する。
【００５７】
（冷却流路３２内の多孔板４３の配設構成）
図７は、実施形態２に係る軸冷却シール機構の冷却流路に設置された多孔板の配設構成を示す図である。図７において、下図は、軸冷却シール機構２０ａの平面図であり、上図は、下図のＢ−Ｂ断面図である。図７を参照しながら、軸冷却シール機構２０ａの冷却流路３２に設置された多孔板４３の配設構成について説明する。
【００５８】
図７に示すように、軸冷却シール機構２０ａの冷却流路３２内には、１枚の多孔板４３が周方向の全周に亘って配設されている。多孔板４３は、板全体に微細な複数の孔４３ａが穿設されている。また、多孔板４３は、板面が軸方向に対して垂直であり、かつ、冷却流路３２のうち、開口部３６よりもモータ１２（図７において図示せず）側（上方側）の流路部分に配設されている。
【００５９】
（冷却流路３２内の多孔板４３によるシール水の分散作用）
１本の供給流路３１を下方に向かって通過し、冷却流路３２に供給されたシール水は、冷却流路３２内に流入する。冷却流路３２内に流入したシール水は、多孔板４３の中央部に到達する。多孔板４３の中央部に到達したシール水は、多孔板４３上を周方向に沿って左右に分散して流れる。多孔板４３上を左右に分散して流れたシール水は、周方向に流れつつ、多孔板４３に穿設された複数の孔４３ａから下方に落下する。
【００６０】
以上のような、多孔板４３によるシール水の分散作用によって、シール水は、開口部３６を介して周方向の全周に亘って略均一に、間隙３０ａ、３０ｂ（図３参照）に供給される。これによって、周方向の位置によってシール水の温度の差が生じることを抑制することができ、回転軸１４を効率よくかつ均一に冷却することができ、冷却性能を向上させることができる。
【００６１】
また、上述のように、多孔板４３によって、冷却流路３２に供給されたシール水を、開口部３６を介して周方向の全周に亘って略均一に、間隙３０ａ、３０ｂに供給する構成としているので、供給流路３１から供給されるシール水の量にほぼ影響を受けずに、回転軸１４を周方向に均一に冷却することができる。
【００６２】
さらに、供給流路３１を多数設けて、冷却流路３２に供給されたシール水を周方向の全周に亘って略均一に間隙３０ａ、３０ｂに供給する構成とする必要がないので、簡易に構成することができる。
【００６３】
なお、多孔板４３は、冷却流路３２内に、周方向の全周に亘って配設されるものとしたが、これに限定されるものではなく、周方向の所定の範囲（例えば、−１６０°〜１６０°等）に配設されるものとしてもよい。
【００６４】
また、図７に示すように、孔４３ａは、多孔板４３の全面に亘って、均一かつ同径に穿設されているが、これに限定されるものではなく、供給流路３１から離れていくに従って、孔４３ａの径を大きくするものとしてもよく、あるいは、孔４３ａの密度を大きくするものとしてもよい。これによって、シール水を冷却流路３２の周方向に均一に分散させる効果をさらに向上させることができる。
【００６５】
なお、上述した内容によって実施形態が限定されるものではなく、上述の実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０  一次冷却材ポンプ
１２  モータ
１４  回転軸
１６  インペラ
１８  支持体
２０、２０ａ  軸冷却シール機構
３０ａ、３０ｂ  間隙
３１  供給流路
３２  冷却流路
３４  隔壁
３６  開口部
３８  供給ポンプ
４０  第１整流板
４１  第２整流板
４２  第３整流板
４３  多孔板
４３ａ  孔
５０  シール水
６０、６１  グラフ
【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】
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