(57)【要約】【課題】遠心式流体機械において、ケーシングと羽根車の隙間における流体の漏れ流れを抑制すると共に部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図る。【解決手段】ケーシング１１にハブ１４とシュラウド１５と複数の羽根１６からなる羽根車１３を回転自在に支持し、この羽根車１３に対して流体が軸方向に沿って吸入される吸入通路１７と、羽根車１３で圧送された流体が径方向に沿って排出されるディフューザ１８とを設けると共に、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート２２，２３を設ける。【選択図】      図１
2011208558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状をなすケーシングと、
円環部材の平面部に周方向に複数の羽根が並設されて前記ケーシング内に回転自在に支持される羽根車と、
前記羽根車に対して流体が該羽根車の軸方向に沿って吸入される吸入通路と、
前記羽根車で圧送された流体が該羽根車の軸方向に交差する方向に沿って排出される排出通路と、
前記円環部材と前記排出通路のいずれか一方から他方へ延出することで前記羽根車の軸方向に所定のシール隙間をもって重なるリング形状をなすシール部材と、
を備えることを特徴とする遠心式流体機械。
【請求項２】
前記ケーシングと前記円環部材との間にリング形状をなす回転隙間が設けられ、該回転隙間は、前記円環部材における外周側端部と前記ケーシングとの羽根車の径方向における第１径方向隙間及び前記シール隙間を介して前記排出通路に連通すると共に、前記円環部材における軸心側端部とケーシングとの羽根車の径方向における第２径方向隙間を介して前記吸入通路に連通し、前記シール隙間の通路面積が、前記第２径方向隙間の通路面積とほぼ同じ面積に設定されることを特徴とする請求項１に記載の遠心式流体機械。
【請求項３】
前記ケーシングと前記円環部材との間にリング形状をなす回転隙間が設けられ、該回転隙間は、前記円環部材における外周側端部と前記ケーシングとの羽根車の径方向における第１径方向隙間及び前記シール隙間を介して前記排出通路に連通すると共に、前記円環部材における軸心側端部とケーシングとの羽根車の軸方向における第２軸方向隙間を介して前記吸入通路に連通し、前記シール隙間に第１圧力面が形成される一方、前記第２軸方向隙間に前記第１圧力面を介して相互に作用する第２圧力面が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の遠心式流体機械。
【請求項４】
前記シール部材は、基端部が前記円環部材の外周部に固定され、先端部が前記排出通路の壁面に前記シール隙間をもって配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の遠心式流体機械。
【請求項５】
前記羽根車の吐出部における通路面積が、前記排出通路の入口部における通路面積より小さく設定され、前記シール部材は、前記先端部が前記排出通路の内壁面に前記シール隙間をもって配置されることを特徴とする請求項４に記載の遠心式流体機械。
【請求項６】
前記シール部材は、前記先端部が前記排出通路の内壁面に前記シール隙間をもって配置され、該シール隙間をもって対向しない面に先細となる傾斜面が形成されることを特徴とする請求項５に記載の遠心式流体機械。
【請求項７】
前記シール部材と前記羽根車の軸方向に対向する前記円環部材または前記排出通路との間に、段付形状をなすシール部が設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の遠心式流体機械。
【請求項８】
前記ケーシングと前記円環部材との間にリング形状をなす回転隙間が設けられ、該回転隙間を構成する前記ケーシング側または前記円環部材に段付形状をなすシール部が設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の遠心式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心式のポンプやポンプ水車などとして使用される遠心式流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、遠心式流体機械として、流体を圧送する遠心ポンプは、ケーシングと、このケーシングの内部で回転可能に配置された羽根車と、この羽根車を回転させる駆動装置とから構成されている。従って、駆動装置により羽根車を回転させることで、羽根車の軸線方向前側からケーシングの内部に流体を取り込み、この流体を羽根車の径方向外側に圧送してケーシングの外部に送り出すことができる。
【０００３】
このような遠心ポンプにて、ケーシングの内部に取り込まれた流体は、羽根車の回転により圧力が上昇されながら、ケーシングの外部に送り出されることから、流体の圧力は、羽根車の出口側で高く、入口側で低いものとなっている。そのため、羽根車の出口側の高圧流体が、ケーシングと羽根車の間の隙間を通り、羽根車の入口側に流れる流体の漏れ流れが発生する。この流体の漏れ流れは、遠心ポンプの体積効率が低下し、ポンプ効率が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
従来、遠心ポンプにて、ケーシングと羽根車の間の隙間により発生する流体の漏れ流れを抑制するために、このケーシングと羽根車との間の要所に、非接触式のシール部材を設けることが各種提案されている。
【０００５】
このような従来の回転機械としては、下記特許文献１〜３に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０８２３６４号公報
【特許文献２】特開平１１−０１３６８８号公報
【特許文献３】特開昭６１−０５３５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の遠心ポンプにて、ケーシングと羽根車の間の隙間により発生する流体の漏れ流れを抑制するため、ケーシングと羽根車との間にシール部材を設けてシールする場合、このシール部材によりケーシングと羽根車とのクリアランスを小さく設定する必要がある。ところが、遠心ポンプが作動し、羽根車が高速で回転すると、回転振動が発生する。すると、この回転振動により軸方向、半径方向、周方向に同程度の振動が発生し、クリアランスが小さく設定された領域で、ケーシングと羽根車またはシール部材が接触し、各部材を損傷させてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、ケーシングと羽根車の隙間における流体の漏れ流れを抑制すると共に部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図る遠心式流体機械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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の遠心式流体機械は、中空形状をなすケーシングと、円環部材の平面部に周方向に複数の羽根が並設されて前記ケーシング内に回転自在に支持される羽根車と、前記羽根車に対して流体が該羽根車の軸方向に沿って吸入される吸入通路と、前記羽根車で圧送された流体が該羽根車の軸方向に交差する方向に沿って排出される排出通路と、前記円環部材と前記排出通路のいずれか一方から他方へ延出することで前記羽根車の軸方向に所定のシール隙間をもって重なるリング形状をなすシール部材と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、シール部材が円環部材から排出通路、または、排出通路から円環部材へ延出し、羽根車軸方向に所定のシール隙間を形成することで、羽根車から吐出した流体が排出通路に排出されるとき、このシール隙間により排出通路の入口における静圧が低下すると共に、ケーシングと羽根車との隙間における圧力損失が増加することとなり、ケーシングと羽根車の隙間に流れる流体の流量を低減することができ、流体の漏れ流れを抑制して効率を向上することができると共に、部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図ることができる。
【００１１】
本発明の遠心式流体機械では、前記ケーシングと前記円環部材との間にリング形状をなす回転隙間が設けられ、該回転隙間は、前記円環部材における外周側端部と前記ケーシングとの羽根車の径方向における第１径方向隙間及び前記シール隙間を介して前記排出通路に連通すると共に、前記円環部材における軸心側端部とケーシングとの羽根車の径方向における第２径方向隙間を介して前記吸入通路に連通し、前記シール隙間の通路面積が、前記第２径方向隙間の通路面積とほぼ同じ面積に設定されることを特徴としている。
【００１２】
従って、羽根車の吐出側から回転隙間を通って羽根車の吸入側に流れる流体の漏れは、シール隙間及び第２径方向隙間によりシールされ、この場合、羽根車の吐出側にあるシール隙間の通路面積を羽根車の吸入側にある第２径方向隙間の通路面積とほぼ同じ面積に設定することで、この回転隙間における圧力損失が確実に増加することができ、流体の漏れ流れを抑制して効率を向上することができる。
【００１３】
本発明の遠心式流体機械では、前記ケーシングと前記円環部材との間にリング形状をなす回転隙間が設けられ、該回転隙間は、前記円環部材における外周側端部と前記ケーシングとの羽根車の径方向における第１径方向隙間及び前記シール隙間を介して前記排出通路に連通すると共に、前記円環部材における軸心側端部とケーシングとの羽根車の軸方向における第２軸方向隙間を介して前記吸入通路に連通し、前記シール隙間に第１圧力面が形成される一方、前記第２軸方向隙間に前記第１圧力面の圧力を介して相互に作用する第２圧力面が形成されることを特徴としている。
【００１４】
従って、回転する羽根車が軸方向に移動したとき、シール隙間の距離が増加すると第２軸方向隙間の距離が減少し、一方、第２軸方向隙間の距離が増加するとシール隙間の距離が減少することとなり、このとき、シール隙間の圧力と第２軸方向隙間の圧力が変動する。そのため、シール隙間における第１圧力面に作用する圧力と、第２軸方向隙間における第２圧力面に作用する圧力が相反に作用し、この変動する圧力により羽根車を所定の軸方向位置に自動的に調整配置することができる。
【００１５】
本発明の遠心式流体機械では、前記シール部材は、基端部が前記円環部材の外周部に固定され、先端部が前記排出通路の壁面に前記シール隙間をもって配置されることを特徴としている。
【００１６】
従って、羽根車から吐出した流体がシール部材に沿って流れ、シール隙間により排出通路の入口における静圧が低下すると共に、ケーシングと羽根車との隙間における圧力損失が増加し、ケーシングと羽根車の隙間に流れる流体の流量を低減することができる。
【００１７】
本発明の遠心式流体機械では、前記羽根車の吐出部における通路面積が、前記排出通路の入口部における通路面積より小さく設定され、前記シール部材は、前記先端部が前記排出通路の内壁面に前記シール隙間をもって配置されることを特徴としている。
【００１８】
従って、羽根車の吐出部における通路面積と排出通路の入口部における通路面積との関係により、シール部材を排出通路の内側に配置することができ、構成を簡素化して大型化を防止することができる。
【００１９】
本発明の遠心式流体機械では、前記シール部材は、前記先端部が前記排出通路の内壁面に前記シール隙間をもって配置され、該シール隙間をもって対向しない面に先細となる傾斜面が形成されることを特徴としている。
【００２０】
従って、羽根車から吐出した流体がシール部材における傾斜面に沿って流れるため、シール隙間により排出通路の入口における静圧が低下すると共に、ケーシングと羽根車との隙間における圧力損失が増加し、且つ、排出通路に流れる主流流体の損失を低減することができる。ケーシングと羽根車の隙間に流れる流体の流量を低減することができると共に、効率を向上することができる。
【００２１】
本発明の遠心式流体機械では、前記シール部材と前記羽根車の軸方向に対向する前記円環部材または前記排出通路との間に、段付形状をなすシール部が設けられることを特徴としている。
【００２２】
従って、シール部材と円環部材または排出通路との間に、シール隙間だけでなく、段付形状をなすシール部を設けることで、更に、羽根車の吐出側の流体の漏れを低減することができる。
【００２３】
本発明の遠心式流体機械では、前記ケーシングと前記円環部材との間にリング形状をなす回転隙間が設けられ、該回転隙間を構成する前記ケーシング側または前記円環部材に段付形状をなすシール部が設けられることを特徴としている。
【００２４】
従って、回転隙間を構成するケーシング側または円環部材に段付形状をなすシール部を設けることで、回転隙間における圧力損失を更に増加させることができ、回転隙間に流れる流体の流量を低減し、流体の漏れ流れを抑制して効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の遠心式流体機械によれば、羽根車の円環部材と排出通路のいずれか一方から他方へ延出することで羽根車の軸方向に所定のシール隙間をもって重なるリング形状をなすシール部材を設けるので、排出通路の入口における静圧が低下すると共に、ケーシングと羽根車との隙間における圧力損失が増加することとなり、ケーシングと羽根車の隙間に流れる流体の流量を低減し、流体の漏れ流れを抑制して効率を向上することができると共に、部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図２】図２は、実施例１の遠心ポンプにおける流体出口部を表す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例２に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図４】図４は、実施例２の変形例を表す遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図５】図５は、実施例２の変形例を表す遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例３に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施例４に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施例５に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施例６に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例７に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例８に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る遠心式流体機械の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図、図２は、実施例１の遠心ポンプにおける流体出口部を表す断面図である。
【００２９】
実施例１の遠心ポンプは、ベーンドディフューザポンプである。この遠心ポンプにおいて、図１に示すように、ケーシング１１は中空形状をなし、中央部に回転軸１２が図示しない軸受により回転自在に支持され、この回転軸１２の端部に図示しない駆動装置が連結されている。回転軸１２は、外周部に羽根車（インペラ）１３が固定されている。この羽根車１３は、円環部材としてのハブ１４と、円環部材としてのシュラウド１５と、このハブ１４とシュラウド１５との間の平面部に挟まれるように固定される複数の羽根１６とにより構成されている。この場合、ハブ１４は、ボス部１４ａが回転軸１２に固定され、シュラウド１５は円錐形状をなして回転軸１２から離間して配置され、複数の羽根１６は、ハブ１４とシュラウド１５との間にて、周方向に所定間隔をもって並設されている。従って、羽根車１３は、回転軸１２と共にケーシング１１内で回転可能に支持されることとなる。
【００３０】
ケーシング１１は、羽根車１３に対して流体が、この羽根車１３の軸方向に沿って吸入される吸入通路１７が形成されており、流体をこの吸入通路１７を介して羽根車１３の前面部に取込可能となっている。また、ケーシング１１は、羽根車１３の外周側に羽根車１３で圧送された流体が、この羽根車１３の軸方向に交差する径方向に沿って排出される排出通路としてのディフューザ１８が形成されており、羽根車１３で圧縮した流体をこのディフューザ１８に吐出可能となっている。そして、このディフューザ１８は、その外周部に流体を外部に吐出する図示しない吐出口が形成されている。このディフューザ１８は、円環形状をなす一対のシュラウド１９，２０と、このシュラウド１９，２０の間に挟まれて周方向に沿って固定される複数の羽根（ディフューザベーン）２１とにより構成されている。なお、本願でいう「流体」とは液体でも気体でもよい。
【００３１】
従って、駆動装置により回転軸１２が回転すると、羽根車１３が回転し、流体が吸入通路１７を通してケーシング１１内に吸い込まれる。すると、この流体は、回転する羽根車１３を流過する過程で昇圧された後、ディフューザ１８に吐出され、このディフューザ１８にて圧縮流体の動圧が静圧に変換され、吐出口から外部に吐出される。
【００３２】
このように構成された実施例１の遠心ポンプにおいて、図１及び図２に示すように、羽根車１３のハブ１４からディフューザ１８のシュラウド１９へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）２２が設けられている。また、羽根車１３のシュラウド１５からディフューザ１８のシュラウド２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）２３が設けられている。
【００３３】
即ち、羽根車１３における吐出部（外周部）１３ａの厚さＴ１と、ディフューザ１８における入口部（内周部）１８ａの厚さＴ２とは、ほぼ同じ厚さ（Ｔ１≒Ｔ２）であるが、羽根車１３における吐出部（外周部）１３ａの羽根高さＨ１と、ディフューザ１８における入口部（内周部）１８ａの羽根高さＨ２とは相違し、Ｈ１＜Ｈ２となっている。即ち、羽根車１３の吐出部１３ａにおける通路面積が、ディフューザ１８の入口部１８ａにおける通路面積より小さく設定されている。
【００３４】
ケーシング１１におけるハブ面１１ａとハブ１４との間にリング形状をなす回転隙間Ｓｘが設けられ、ケーシング１１におけるシュラウド面１１ｂとシュラウド１５との間にリング形状をなす回転隙間Ｓｙが設けられている。また、ハブ１４における外周側端部とケーシング１１及びディフューザ１８（シュラウド１９）との間には、羽根車１３の径方向に沿った第１径方向隙間Ｓ１ａが設けられ、シュラウド１５における外周側端部とケーシング１１及びディフューザ１８（シュラウド２０）との間には、羽根車１３の径方向に沿った第１径方向隙間Ｓ１ｂが設けられている。更に、ハブ１４における軸心側端部とケーシング１１との間には、羽根車１３の径方向に沿った第２径方向隙間Ｓ２ａが設けられ、シュラウド１５における軸心側端部とケーシング１１との間には、羽根車１３の径方向に沿った第２径方向隙間Ｓ２ｂが設けられている。
【００３５】
そして、ハブ１４側の回転隙間Ｓｘは、第１径方向隙間Ｓ１ａ及びシール隙間Ｓａを介してディフューザ１８の入口部１８ａに連通すると共に、第２径方向隙間Ｓ２ａを介して吸入通路１７に連通している。また、シュラウド１５側の回転隙間Ｓｙは、第１径方向隙間Ｓ１ｂ及びシール隙間Ｓｂを介してディフューザ１８の入口部１８ａに連通すると共に、第２径方向隙間Ｓ２ｂを介して吸入通路１７に連通している。
【００３６】
シールプレート２２は、内周部（基端部）がハブ１４の外周端面に固定され、外周部（先端部）がディフューザ１８のシュラウド１９における内壁面１９ａ側に沿って延出されている。そして、シールプレート２２とディフューザ１８のシュラウド１９における内壁面１９ａとの間に軸方向のシール隙間Ｓａが設けられている。また、シールプレート２３は、内周部（基端部）がシュラウド１５の外周端面に固定され、外周部（先端部）がディフューザ１８のシュラウド２０における内壁面２０ａ側に沿って延出されている。そして、シールプレート２３とディフューザ１８のシュラウド２０における内壁面２０ａとの間に軸方向のシール隙間Ｓｂが設けられている。この場合、各シールプレート２２，２３は、外周部がディフューザ１８の羽根２１に接触しないように径方向の所定隙間をもって配置されている。本実施例では、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの通路面積が、第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの通路面積とほぼ同じ面積に設定されている。
【００３７】
従って、吸入通路１７からケーシング１１内に吸い込まれ、羽根車１３により昇圧された流体は、吐出部１３ａから吐出された後、入口部１８ａからディフューザ１８に導かれる。このとき、羽根車１３の吐出部１３ａからディフューザ１８の入口部１８ａに流れる流体は、各シールプレート２２，２３に沿って流れた後、先端部で剥離してから、通路面積が拡大したディフューザ１８に流れ込むことから、ここで、各シールプレート２２，２３の外周部を回り込む渦流（バックステップ流れ）が発生し、静圧が低下する。
【００３８】
また、羽根車１３のハブ１４とシールプレート２２との間にシール隙間Ｓａが設けられると共に、羽根車１３のシュラウド１５とシールプレート２３との間にシール隙間Ｓｂが設けられていることで、このシール隙間Ｓａ，Ｓｂによりハブ１４とケーシング１１、シュラウド１５とケーシング１１との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加する。
【００３９】
そのため、ディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、ケーシング１１と羽根車１３との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加することで、羽根車１３の吐出部１３ａからシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介して回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに漏れ出る流体の漏れ流れ流量を低減することができる。
【００４０】
このように実施例１の遠心ポンプにあっては、中空形状をなすケーシング１１にハブ１４とシュラウド１５と複数の羽根１６からなる羽根車１３を回転自在に支持し、この羽根車１３に対して流体が軸方向に沿って吸入される吸入通路１７と、羽根車１３で圧送された流体が径方向に沿って排出されるディフューザ１８とを設けると共に、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート２２，２３を設けている。
【００４１】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、シール隙間Ｓａ，Ｓｂによりディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、ケーシング１１と羽根車１３との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加することとなり、この回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに流れる流体の流量を低減することができ、流体の漏れ流れを抑制して効率を向上することができると共に、部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図ることができる。
【００４２】
また、実施例１の遠心ポンプでは、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙが第１径方向隙間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ及びシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介してディフューザ１８に連通すると共に、第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを介して吸入通路１７に連通し、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの通路面積が、第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの通路面積とほぼ同じ面積にに設定されている。従って、羽根車１３の吐出部１３ａから回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに流れる流体の漏れは、シール隙間Ｓａ，Ｓｂ及び第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂによりシールされ、この場合、羽根車１３の吐出部１３ａにあるシール隙間Ｓａ，Ｓｂの通路面積を羽根車１３の吸入側にある第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの通路面積とほぼ同じ面積に設定することで、この回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が確実に増加することができ、流体の漏れ流れを抑制して効率を向上することができる。
【００４３】
また、実施例１の遠心ポンプでは、シールプレート２２，２３は、基端部がハブ１４及びシュラウド１５の外周部に固定され、先端部がディフューザ１８の各シュラウド１９，２０の内壁面１９ａ，２０ａにシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって配置されている。従って、羽根車１３から吐出した流体がシールプレート２２，２３に沿って流れ、剥離することによりディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加し、この回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに流れる流体の流量を低減することができる。
【００４４】
また、実施例１の遠心ポンプでは、羽根車１３の吐出部１３ａにおける通路面積を、ディフューザ１８の入口部１８ａにおける通路面積とほぼ同じ面積に設定し、シールプレート２２，２３の先端部をディフューザ１８の各シュラウド１９，２０の内壁面１９ａ，２０ａに配置している。従って、羽根車１３の吐出部１３ａにおける通路面積とディフューザ１８の入口部１８ａにおける通路面積との関係により、シールプレート２２，２３をディフューザ１８の内側に配置することができ、構成を簡素化して大型化を防止することができる。
【実施例２】
【００４５】
図３は、本発明の実施例２に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図、図４及び図５は、実施例２の変形例を表す遠心ポンプを表す要部断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００４６】
実施例２の遠心ポンプにおいて、図３に示すように、羽根車１３のハブ１４からディフューザ１８のシュラウド１９へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）３１が設けられている。また、羽根車１３のシュラウド１５からディフューザ１８のシュラウド２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）３２が設けられている。
【００４７】
シールプレート３１は、内周部（基端部）がハブ１４の外周端面に固定され、外周部（先端部）がディフューザ１８のシュラウド１９における内壁面１９ａ側に沿って延出されている。そして、シールプレート３１とディフューザ１８のシュラウド１９における内壁面１９ａとの間にシール隙間Ｓａが設けられている。また、シールプレート３２は、内周部（基端部）がシュラウド１５の外周端面に固定され、外周部（先端部）がディフューザ１８のシュラウド２０における内壁面２０ａ側に沿って延出されている。そして、シールプレート３２とディフューザ１８のシュラウド２０における内壁面２０ａとの間にシール隙間Ｓｂが設けられている。
【００４８】
また、シールプレート３１は、ディフューザ１８のシュラウド１９の内壁面１９ａとシール隙間Ｓａをもって対向しない面に、先端部側に向けて先細となる傾斜面３１ａが形成されている。一方のシールプレート３２は、ディフューザ１８のシュラウド２０の内壁面２０ａとシール隙間Ｓｂをもって対向しない面に、先端部側に向けて先細となる傾斜面３２ａが形成されている。即ち、シールプレート３１の傾斜面３１ａとシールプレート３２の傾斜面３２ａとは、羽根車１３の吐出部１３ａ及びディフューザ１８の入口部１８ａを挟んで対向しており、羽根車１３の吐出部１３ａとディフューザ１８の入口部１８ａの通路面積が、各傾斜面３１ａ，３２ａにより滑らかに拡大するように構成されている。
【００４９】
従って、羽根車１３の吐出部１３ａからディフューザ１８の入口部１８ａに流れる流体は、各シールプレート３１，３２に沿って流れてから、通路面積が拡大したディフューザ１８に流れ込むことから、ここで、静圧が低下すると共に、シール隙間Ｓａ，Ｓｂによりハブ１４とケーシング１１、シュラウド１５とケーシング１１との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加する。そのため、羽根車１３の吐出部１３ａからシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介して回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに漏れ出る流体の漏れ流れ流量を低減することができる。
【００５０】
また、羽根車１３から吐出した流体は、各シールプレート３１，３２の傾斜面３１ａ，３２ａに沿って滑らかに流れるため、ディフューザ１８に流れる主流流体の損失が低減されることとなり、ポンプ効率が向上する。
【００５１】
このように実施例２の遠心ポンプにあっては、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート３１，３２を設けると共に、各シールプレート３１，３２にシュラウド１９，２０の内壁面１９ａ，２０ａとシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって対向しない面に先端部側に向けて先細となる傾斜面３１ａ，３２ａを形成している。
【００５２】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、各シールプレート３１，３２の傾斜面３１ａ，３２ａに沿って滑らかに流れるため、シール隙間Ｓａ，Ｓｂによりディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、ケーシング１１と羽根車１３との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加することとなり、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制することができると共に、ディフューザ１８に流れる流体の損失を低減することができ、ポンプ効率を向上することができる。
【００５３】
なお、この実施例２では、各シールプレート３１，３２にシュラウド１９，２０の内壁面１９ａ，２０ａとシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって対向しない面に先端部側に向けて先細となる傾斜面３１ａ，３２ａを形成したが、この形状に限定されるものではない。
【００５４】
例えば、図４に示すように、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）３３，３４を設け、ディフューザ１８の各シュラウド１９，２０の内壁面１９ａ，２０ａとシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって対向しない面に、先端部側に向けて先細となる傾斜面３３ａ，３４ａを形成することで、シールプレート３３，３４の断面形状を台形形状としている。
【００５５】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、なだらかな傾斜面３３ａ，３４ａにより、ディフューザ１８に流れる主流流体の損失を低減することができる一方で、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの入口での圧力損失を増加して回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制することができる。
【００５６】
また、図５に示すように、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）３５，３６を設け、ディフューザ１８の各シュラウド１９，２０の内壁面１９ａ，２０ａとシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって対向しない面に、先端部側に向けて先太となる傾斜面３５ａ，３６ａを形成することで、シールプレート３５，３６の断面形状を逆台形形状としている。
【００５７】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、傾斜面３５ａ，３６ａにより、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの入口での圧力損失を増加して回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制することができる。
【実施例３】
【００５８】
図６は、本発明の実施例３に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００５９】
実施例３の遠心ポンプにおいて、図６に示すように、羽根車１３のハブ１４からディフューザ１８のシュラウド１９へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）２２が設けられている。また、羽根車１３のシュラウド１５からディフューザ１８のシュラウド２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）２３が設けられている。
【００６０】
本実施例では、羽根車１３における吐出部１３ａの羽根高さＨ１と、ディフューザ１８における入口部１８ａの羽根高さＨ２を同じ高さ（Ｈ１＝Ｈ２）としている。即ち、羽根車１３の吐出部１３ａにおける通路面積と、ディフューザ１８の入口部１８ａにおける通路面積とがほぼ同じ面積に設定されている。そして、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５にて、両者が対向する面側、つまり、吐出部１３ａにおける内壁面１４ａ，１５ａに沿って主流通路面に段差が生じないようにシールプレート２２，２３の基端部を固定している。一方、ディフューザ１８のシュラウド１９，２０は、両者が対向する面側、つまり、入口部１８ａにおける内壁面１９ａ，２０ａ側に凹部１９ｂ，２０ｂを形成することで、シールプレート２２，２３との間に、羽根車１３の軸方向に重なるシール隙間Ｓａ，Ｓｂを設けている。
【００６１】
従って、羽根車１３の吐出部１３ａ、シールプレート２２，２３、ディフューザ１８の入口部１８ａがほぼ直線状に構成されることとなり、羽根車１３の吐出部１３ａからの流体は、各シールプレート２２，２３によりほぼ直線状にディフューザ１８の入口部１８ａに流れ込むため、ディフューザ１８に流れる流体の損失が低減される。
【００６２】
このように実施例３の遠心ポンプにあっては、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート２２，２３を設けると共に、羽根車１３の吐出部１３ａ、シールプレート２２，２３、ディフューザ１８の入口部１８ａをほぼ直線状に構成している。
【００６３】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、各シールプレート２２，２３に沿って流れるため、シール隙間Ｓａ，Ｓｂによりディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、ケーシング１１と羽根車１３との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加することとなり、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制することができると共に、ディフューザ１８に流れる流体の損失を低減することができ、ポンプ効率を向上することができる。
【実施例４】
【００６４】
図７は、本発明の実施例４に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
実施例４の遠心ポンプにおいて、図７に示すように、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート２２，２３が設けられている。ケーシング１１とハブ１４との間に回転隙間Ｓｘが設けられ、ケーシング１１とシュラウド１５との間に回転隙間Ｓｙが設けられている。また、ハブ１４及びシュラウド１５における外周側端部とケーシング１１及びディフューザ１８との間には、羽根車１３の径方向に沿った第１径方向隙間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが設けられている。
【００６６】
一方、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５は、軸心側端部からケーシング１１側へ径方向に延出するシールプレート（シール部材）４１，４２が設けられている。このシールプレート４１，４２とケーシング１１との間には、羽根車１３の径方向に沿った第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが設けられると共に、羽根車１３の軸方向に沿った第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄが設けられている。そして、各回転隙間Ｓｘ，Ｓｙは、第１径方向隙間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ及びシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介してディフューザ１８に連通すると共に、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ及び第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを介して吸入通路１７に連通している。
【００６７】
そのため、シール隙間Ｓａ，Ｓｂを構成するシールプレート２２，２３とシュラウド１９，２０の対向面が第１圧力面として機能し、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄを構成するシールプレート４１，４２とケーシング１１の対向面が、第１圧力面と相互に作用する第２圧力面として機能する。
【００６８】
従って、羽根車１３が回動するとき、圧力変動などによりこの羽根車１３が軸方向に移動することがある。このとき、例えば、羽根車１３が軸方向の一方側（図７にて、左方側）に移動すると、シール隙間Ｓａの距離が増加する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃの距離が減少する。すると、シール隙間Ｓａにおける第１圧力面の面圧が低下する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃにおける第２圧力面の面圧が上昇する。そのため、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ（第２圧力面）の高圧力が、シールプレート４１に作用し、羽根車１３を軸方向の他方側（図７にて、右方側）に移動し、元の軸方向位置に復帰させる。
【００６９】
また、羽根車１３が軸方向の他方側（図７にて、右方側）に移動すると、シール隙間Ｓａの距離が減少する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃの距離が増加する。すると、シール隙間Ｓａにおける第１圧力面の面圧が上昇する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃにおける第２圧力面の面圧が低下する。そのため、シール隙間Ｓａ（第１圧力面）の高圧力が、シールプレート２２に作用し、羽根車１３を軸方向の一方側（図７にて、左方側）に移動し、元の軸方向位置に復帰させる。
【００７０】
即ち、羽根車１３が軸方向のいずれに移動しても、シール隙間Ｓａと第２軸方向隙間Ｓ２ｃの面圧が増減することとなり、この変動する圧力により羽根車１３を所定の軸方向位置に自動的に調整配置される。なお、シール隙間Ｓｂ及び第２軸方向隙間Ｓ２ｄにおける各圧力面の作用も同様である。
【００７１】
このように実施例４の遠心ポンプにあっては、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを、羽根車１３の外周側で第１径方向隙間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ及びシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介してディフューザ１８に連通すると共に、羽根車１３の軸心側で第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ及び第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを介して吸入通路１７に連通し、シール隙間Ｓａ，Ｓｂに第１圧力面を形成する一方、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄに第１圧力面と回転隙間Ｓｘ，Ｓｙの圧力を介して相互に作用する第２圧力面を形成している。
【００７２】
従って、回転する羽根車１３が軸方向に移動したとき、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの距離と第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄの距離が変動することとなり、このとき、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの圧力と第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄの圧力が変動するため、シール隙間Ｓａ，Ｓｂにおける第１圧力面に作用する圧力と、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄにおける第２圧力面に作用する圧力が相反に作用し、この変動する圧力により羽根車１３を所定の軸方向位置に自動的に調整配置することができる。更には、部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図ることができる。
【実施例５】
【００７３】
図８は、本発明の実施例５に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００７４】
実施例５の遠心ポンプにおいて、図８に示すように、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート５１，５２が設けられている。この場合、各シールプレート５１，５２は、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ外側に延出している。そのため、シールプレート５１とシュラウド１９の外壁面との間にシール隙間Ｓａが形成され、シールプレート５２とシュラウド２０の外壁面との間にシール隙間Ｓｂが形成される。そして、ケーシング１１とハブ１４との間に回転隙間Ｓｘが設けられ、ケーシング１１とシュラウド１５との間に回転隙間Ｓｙが設けられている。
【００７５】
一方、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５における軸心側端部とケーシング１１との間に、羽根車１３の径方向に沿った第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが設けられると共に、羽根車１３の軸方向に沿った第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄが設けられている。そして、各回転隙間Ｓｘ，Ｓｙは、第１径方向隙間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ及びシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介してディフューザ１８に連通すると共に、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ及び第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを介して吸入通路１７に連通している。
【００７６】
そのため、シール隙間Ｓａ，Ｓｂを構成するシールプレート５１，５２とシュラウド１９，２０の対向面が第１圧力面として機能し、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄを構成するハブ１４及びシュラウド１５とケーシング１１の対向面が、第１圧力面の圧力を介して相互に作用する第２圧力面として機能する。
【００７７】
従って、羽根車１３が回動するとき、圧力変動などによりこの羽根車１３が軸方向に移動することがある。このとき、例えば、羽根車１３が軸方向の一方側（図８にて、左方側）に移動すると、シール隙間Ｓａの距離が減少する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃの距離が増加する。すると、シール隙間Ｓａにおける第１圧力面の面圧が上昇する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃにおける第２圧力面の面圧が低下する。そのため、シール隙間Ｓａ（第１圧力面）の高圧力が、シールプレート５１に作用し、羽根車１３を軸方向の他方側（図８にて、右方側）に移動し、元の軸方向位置に復帰させる。
【００７８】
また、羽根車１３が軸方向の他方側（図８にて、右方側）に移動すると、シール隙間Ｓａの距離が増加する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃの距離が減少する。すると、シール隙間Ｓａにおける第１圧力面の面圧が低下する一方で、第２軸方向隙間Ｓ２ｃにおける第２圧力面の面圧が上昇する。そのため、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ（第２圧力面）の高圧力が、ハブ１４に作用し、羽根車１３を軸方向の一方側（図８にて、左方側）に移動し、元の軸方向位置に復帰させる。
【００７９】
このように実施例５の遠心ポンプにあっては、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを、羽根車１３の外周側で第１径方向隙間Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ及びシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介してディフューザ１８に連通すると共に、羽根車１３の軸心側で第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ及び第２径方向隙間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを介して吸入通路１７に連通し、シール隙間Ｓａ，Ｓｂに第１圧力面を形成する一方、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄに第１圧力面の圧力を介して相互に作用する第２圧力面を形成している。
【００８０】
従って、回転する羽根車１３が軸方向のいずれに移動しても、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの距離と第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄの距離が変動することとなり、このとき、シール隙間Ｓａ，Ｓｂの圧力と第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄの圧力が変動するため、シール隙間Ｓａ，Ｓｂにおける第１圧力面に作用する圧力と、第２軸方向隙間Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄにおける第２圧力面に作用する圧力が相反に作用し、この変動する圧力により羽根車１３を所定の軸方向位置に自動的に調整配置することができる。更には、部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図ることができる。
【実施例６】
【００８１】
図９は、本発明の実施例６に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００８２】
実施例６の遠心ポンプにおいて、図９に示すように、ディフューザ１８の各シュラウド１９，２０から羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート６１，６２が設けられている。この場合、各シールプレート６１，６２は、ディフューザ１８の各シュラウド１９，２０から羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５へこれらを挟み込むように外側に延出している。そのため、シールプレート６１とハブ１４の外壁面１４ｂとの間にシール隙間Ｓａが形成され、シールプレート６２とシュラウド１５の外壁面１５ｂとの間にシール隙間Ｓｂが形成される。
【００８３】
従って、羽根車１３の吐出部１３ａからディフューザ１８の入口部１８ａに流れる流体は、シール隙間Ｓａ，Ｓｂ側への流れが発生することで、静圧が低下すると共に、このシール隙間Ｓａ，Ｓｂによりハブ１４とケーシング１１、シュラウド１５とケーシング１１との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加する。そのため、羽根車１３の吐出部１３ａからシール隙間Ｓａ，Ｓｂを介して回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに漏れ出る流体の漏れ流れ流量を低減することができる。
【００８４】
このように実施例６の遠心ポンプにあっては、ディフューザ１８の各シュラウド１９，２０から羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５へ延出することで羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート６１，６２を設けている。
【００８５】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、シール隙間Ｓａ，Ｓｂによりディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、ケーシング１１と羽根車１３との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加することとなり、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制することができると共に、ディフューザ１８に流れる流体の損失を低減することができ、ポンプ効率を向上することができる。
【実施例７】
【００８６】
図１０は、本発明の実施例７に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００８７】
実施例７の遠心ポンプにおいて、図１０に示すように、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで、羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート（シール部材）７１，７２が設けられている。
【００８８】
各シールプレート７１，７２は、ディフューザ１８の各シュラウド１９，２０と対向する面に、段付形状をなすシール部、つまり、各シュラウド１９，２０の内壁面１９ｃ，２０ｃとの隙間が減少する凸部７１ａ，７２ａと、各シュラウド１９，２０の内壁面１９ｃ，２０ｃとの隙間が増加する凹部７１ｂ，７２ｂとが隣接して設けられている。
【００８９】
従って、羽根車１３の吐出部１３ａからの流体が、各シールプレート７１，７２を介してディフューザ１８の入口部１８ａに流れ込むとき、一部がシール隙間Ｓａ，Ｓｂを通って回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに漏れようとするが、このシール隙間Ｓａ，Ｓｂに凸部７１ａ，７２ａ及び凹部７１ｂ，７２ｂからなるシール部が設けられることで、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れが抑制される。
【００９０】
このように実施例７の遠心ポンプにあっては、羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５からディフューザ１８の各シュラウド１９，２０へ延出することで羽根車１３の軸方向に所定のシール隙間Ｓａ，Ｓｂをもって重なるリング形状をなすシールプレート７１，７２を設けると共に、シールプレート７１，７２に凸部７１ａ，７２ａ及び凹部７１ｂ，７２ｂからなる段付形状をなすシール部を設けている。
【００９１】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、シール隙間Ｓａ，Ｓｂによりディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、ケーシング１１と羽根車１３との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加することとなり、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制することができると共に、ディフューザ１８に流れる流体の損失を低減することができ、ポンプ効率を向上することができる。また、シール隙間Ｓａ，Ｓｂにシール部が設けられることで、更に、羽根車１３の吐出側の流体の漏れを低減することができる。
【実施例８】
【００９２】
図１１は、本発明の実施例８に係る遠心式流体機械としての遠心ポンプを表す要部断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００９３】
実施例８の遠心ポンプにおいて、図１１に示すように、ケーシング１１のハブ面１１ａと羽根車１３のハブ１４との間に回転隙間Ｓｘが設けられると共に、ケーシング１１のシュラウド面１１ｂと羽根車１３のシュラウド１５との間に回転隙間Ｓｙが設けられている。そして、この回転隙間Ｓｘにて、ハブ１４の外壁面１４ｂに段付形状をなすシール部が設けられると共に、シュラウド１５の外壁面１５ｂに段付形状をなすシール部が設けられている。
【００９４】
即ち、ハブ１４は、ケーシング１１のハブ面１１ａと対向する面１４ｂに、羽根車１３と同心状をなす複数のリング部材８１が固定されている。一方、シュラウド１５は、シュラウド面１１ｂと対向する面１５ｂに、羽根車１３と同心状をなす複数のリング部材８２が固定されている。つまり、各回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにて、各リング部材８１，８２により、羽根車１３の径方向に沿って隙間が増減することでシール可能な段付形状をなすシール部が形成されることとなる。
【００９５】
従って、羽根車１３の吐出部１３ａからの流体が、各シールプレート２２，２３を介してディフューザ１８の入口部１８ａに流れ込むとき、一部がシール隙間Ｓａ，Ｓｂから回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに漏れて流れようとするが、この回転隙間Ｓｘ，Ｓｙに複数のリング部材８１，８２からなるシール部が設けられることで、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制される。
【００９６】
このように実施例８の遠心ポンプにあっては、ケーシング１１と羽根車１３のハブ１４及びシュラウド１５との間に回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを設けると共に、ハブ１４及びシュラウド１５に複数のリング部材８１，８２を固定することで段付形状をなすシール部を設けている。
【００９７】
従って、羽根車１３から吐出した流体がディフューザ１８に排出されるとき、シール隙間Ｓａ，Ｓｂによりディフューザ１８の入口部１８ａにおける静圧が低下すると共に、ケーシング１１と羽根車１３との回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにおける圧力損失が増加することとなり、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙを通る流体の漏れ流れを抑制することができると共に、ディフューザ１８に流れる流体の損失を低減することができ、ポンプ効率を向上することができる。また、回転隙間Ｓｘ，Ｓｙにシール部が設けられることで、更に、羽根車１３の吐出側の流体の漏れを低減することができる。
【００９８】
なお、本実施例ではハブ１４及びシュラウド１５に複数のリング部材８１，８２を設けたが、これに限られることはなく、ハブ１４またはシュラウド１５のいずれか一方側のみにリング部材８１または８２を設けてもよい。また、リング部材８１，８２は複数とは限らず少なくとも１つ以上あればよい。
【００９９】
またなお、上述した各実施例では、ハブ１４及びシュラウド１５とディフューザ１８の各シュラウド１９，２０のいずれか一方から他方に向けて延出させたシール部材としたが、これに限られることはなく、両者共にそれぞれシール部材を設けてもよい。
【０１００】
また、上述した各実施例では、ハブ１４側の回転隙間Ｓｘを、第２径方向隙間Ｓ２ａを介して吸入通路１７に連通し、シュラウド１５側の回転隙間Ｓｙを、第２径方向隙間Ｓ２ｂを介して吸入通路１７に連通したが、この構成に限定されるものではない。
【０１０１】
例えば、多段の遠心式流体機械であって、後段側に羽根車が配置されている構成では、ハブ１４側の回転隙間Ｓｘが第２径方向隙間Ｓ２ａを介して後段側の吸入通路に連通しており、この場合であっても、後段側の吸入通路の静圧が高いことから、流体が後段側の吸入通路から前段側の排出通路に流れため、本発明を適用することで、上述した作用効果を奏することができる。また、ハブ１４側の回転隙間Ｓｘがオイルシールやメカシール等でシールされている構成では、シュラウド側だけに本発明を適用すればよい。更に、バランスホールが設けられている構造であっても、本発明を適用することで、上述した作用効果を奏することができる。
【０１０２】
なお、上述した各実施例では、本発明の遠心式流体機械をベーンドディフューザポンプとして説明したが、ベーンレスディフューザポンプとしてもよく、この場合、ディフューザ１８にはディフューザベーン２１は設けない。また、渦巻きポンプとしてもよく、この場合、排出通路がボリュートとなる。また、ポンプ水車や遠心圧縮機としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係る遠心式流体機械は、羽根車の円環部材と排出通路との間に羽根車の軸方向に所定のシール隙間をもって重なるシール部材を配置することで、ケーシングと羽根車の隙間における流体の漏れ流れを抑制すると共に部材の接触による損傷を防止して耐久性の向上を図るものであり、いずれの種類の遠心式流体機械にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１１  ケーシング
１２  回転軸
１３  羽根車
１４  ハブ（円環部材）
１５  シュラウド（円環部材）
１６  羽根
１７  吸入通路
１８    ディフューザ（排出通路）
２２，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６，４１，４２，５１，５２，６１，６２，７１，７２  シールプレート（シール部材）
３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａ  傾斜面
７１ａ，７２ａ  凸部（シール部）
７１ｂ，７２ｂ  凹部（シール部）
８１，８２  リング部材（シール部）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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