(57)【要約】【課題】スラスト荷重を抑えることができ、加えて、自吸性能およびメカニカルシールの冷却性能を高めることができる遠心ポンプを提供する。【解決手段】遠心ポンプ１５は、ケース２１内にメカニカルシール４１を介してクランクシャフト１８が突出され、突出されたクランクシャフト１８に羽根車２３が設けられ、羽根車２３のハブ２４に複数の開口部２７が形成されている。開口部２７は、上流側端部２７ａから回転中心２６までの距離Ｒ１が、下流側端部２７ｂから回転中心２６までの距離Ｒ２より小さく設定されている。これにより、開口部２７は、回転中心２６に対して傾斜形状に形成されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、前記ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられ、前記羽根車のハブに複数の開口部を形成することで流体を前記メカニカルシール側に導入可能とし、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面に羽根が設けられた遠心ポンプにおいて、
前記開口部は、
前記ハブの回転方向上流側の端部から回転中心までの距離が、前記ハブの回転方向下流側の端部から前記回転中心までの距離より小さくすることにより、前記回転中心に対して傾斜形状とし、
前記羽根車の回転中に、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面から前記メカニカルシール側の面への流れを発生させることを特徴とする遠心ポンプ。
【請求項２】
ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、前記ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられ、前記羽根車のハブに複数の開口部を形成することで前記流体を前記メカニカルシール側に導入可能とし、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面に羽根が設けられた遠心ポンプにおいて、
前記開口部は、
前記ハブの回転方向上流側の端部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成するとともに、前記ハブの回転方向下流側の端部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成することにより前記羽根側から前記メカニカルシール側へ向けて傾斜通路とし、
前記羽根車の回転中に、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面から前記メカニカルシール側の面への流れを発生させることを特徴とする遠心ポンプ。
【請求項３】
ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、前記ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられ、前記羽根車のハブに複数の開口部を形成することで前記流体を前記メカニカルシール側に導入可能とし、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面に羽根が設けられた遠心ポンプにおいて、
前記開口部は、
前記回転中心に近い方の周縁部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成するとともに、前記回転中心から遠い方の周縁部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成することにより前記羽根側から前記メカニカルシール側へ向けて傾斜通路とし、
前記羽根車の回転中に、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面から前記メカニカルシール側の面への流れを発生させることを特徴とする遠心ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられ、羽根車を回転することで水などの流体を吐出する遠心ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプは、ケース内にメカニカルシールなどを介して回転軸が回転自在に突出され、突出させた回転軸に羽根車が設けられている。羽根車は、回転軸にハブが設けられ、ハブに複数の羽根が設けられている。
この遠心ポンプを駆動する際には、自吸運転の呼び水作用でケース内に負圧を発生させ、発生させた負圧でケース内に水などの流体（以下、「流体」という）を吸い込む。
自吸運転で流体を吸い込むことにより定常運転で吸い込んだ流体を羽根車の遠心力で吐出する。
【０００３】
ここで、遠心ポンプは、定常運転で流体を吐出する際に、ケース内に導入された流体が羽根車のハブに対して略直交するようにケース内に導かれる。
このように、ハブに対して略直交する方向（すなわち、回転軸方向に沿うスラスト方向）にケース内に導かれることで羽根車のハブに流体によるスラスト荷重が作用する。
このスラスト荷重を抑えるために、ハブにバランスホールが形成されている。
【０００４】
ハブにバランスホールを形成することで、ケース内に導入された流体の一部をバランスホールを経てハブの表面側から裏面側に逃がすことができる。
ハブの表面側の流体の一部をバランスホールで逃がすことにより、定常運転中にハブに作用する流体のスラスト荷重を抑えることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１５０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、遠心ポンプは、自吸運転の際にケース内に負圧を好適に発生させて吸込み性能（以下、「自吸性能」という）を高めることが望ましい。
加えて、定常運転中にメカニカルシールの冷却性能を高めることが好ましい。
しかし、特許文献１のバランスホールは、ケース内に導入された流体の一部をバランスホールを経てハブの表面側から裏面側に効率よく逃がすように考慮されていない。
このため、特許文献１の遠心ポンプでは、自吸性能を高めることや、メカニカルシールの冷却性能を高めることは難しい。
【０００７】
本発明は、スラスト荷重を抑えることができ、加えて、自吸性能およびメカニカルシールの冷却性能を高めることができる遠心ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、前記ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられ、前記羽根車のハブに複数の開口部を形成することで流体を前記メカニカルシール側に導入可能とし、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面に羽根が設けられた遠心ポンプにおいて、前記開口部は、前記ハブの回転方向上流側の端部から回転中心までの距離が、前記ハブの回転方向下流側の端部から前記回転中心までの距離より小さくすることにより、前記回転中心に対して傾斜形状とし、前記羽根車の回転中に、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面から前記メカニカルシール側の面への流れを発生させることを特徴とする。
【０００９】
ここで、定常運転中において、羽根車まで導かれた流体は、羽根車の回転によりハブの周方向に案内されるとともに、羽根の遠心力で回転中心から半径方向外側に向けて送り出される。
また、自吸運転中において、ケース内の空気は、羽根車の回転によりハブの周方向に案内されるとともに、羽根の遠心力で回転中心から半径方向外側に向けて送り出される。
【００１０】
そこで、請求項１において、ハブの回転方向上流側の端部から回転中心までの距離をハブの回転方向下流側の端部から回転中心までの距離より小さくして、開口部をハブの回転中心に対して傾斜形状とした。
開口部を傾斜形状とすることで、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れや、自吸運転中に生じる空気の流れに沿うように開口部を形成することができる。
【００１１】
請求項２は、ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、前記ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられ、前記羽根車のハブに複数の開口部を形成することで前記流体を前記メカニカルシール側に導入可能とし、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面に羽根が設けられた遠心ポンプにおいて、前記開口部は、前記ハブの回転方向上流側の端部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成するとともに、前記ハブの回転方向下流側の端部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成することにより前記羽根側から前記メカニカルシール側へ向けて傾斜通路とし、前記羽根車の回転中に、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面から前記メカニカルシール側の面への流れを発生させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３は、ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、前記ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられ、前記羽根車のハブに複数の開口部を形成することで前記流体を前記メカニカルシール側に導入可能とし、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面に羽根が設けられた遠心ポンプにおいて、前記開口部は、前記回転中心に近い方の周縁部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成するとともに、前記回転中心から遠い方の周縁部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成することにより前記羽根側から前記メカニカルシール側へ向けて傾斜通路とし、前記羽根車の回転中に、前記ハブのうちの前記メカニカルシールの反対側の面から前記メカニカルシール側の面への流れを発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、ハブの回転方向上流側の端部から回転中心までの距離をハブの回転方向下流側の端部から回転中心までの距離より小さくした。これにより、開口部をハブの回転中心に対して傾斜形状とすることができる。
【００１４】
ここで、定常運転中において、羽根車まで導かれた流体は、羽根車の回転によりハブの周方向に案内されるとともに、羽根の遠心力で回転中心から半径方向外側に向けて送り出される。
よって、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れを開口部に沿わせることができる。
【００１５】
これにより、定常運転中に羽根側からメカニカルシール側への流体の流れを開口部を経て円滑に確保することができる。
したがって、羽根側に導かれた流体の一部を開口部を経てメカニカルシール側に良好に逃がすことが可能になり、定常運転中にハブに作用するスラスト荷重を好適に抑えることができる。
【００１６】
さらに、定常運転中に羽根側からメカニカルシール側への流体の流れを開口部を経て円滑に確保することで、羽根側に導かれた流体の一部を開口部を経てメカニカルシール側に好適に導くことができる。
これにより、メカニカルシール側に導いた流体でメカニカルシールを冷却することが可能になり、メカニカルシールの冷却性能を高めることができる。
【００１７】
加えて、開口部を回転中心に対して傾斜形状とすることで、自吸運転中に生じる空気の流れを開口部に沿わせることができる。
よって、自吸運転中に羽根側からメカニカルシール側への空気の流れを開口部を経て円滑に確保することができる。
これにより、ケース内に負圧を好適に発生させて吸込み性能、すなわち自吸性能を高めることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明では、ハブの回転方向上流側の端部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成するとともに、ハブの回転方向下流側の端部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成した。
これにより、開口部を羽根側からメカニカルシール側へ向けて傾斜通路とすることができる。
開口部を傾斜通路とすることで、請求項１と同様の作用・効果を得ることができる。
【００１９】
すなわち、開口部を傾斜通路に形成することで、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れや、自吸運転中に生じる空気の流れを羽根側からメカニカルシール側へ円滑に発生させることができる。
【００２０】
よって、定常運転中（羽根車の回転中）において、羽根側に導かれた流体の一部を開口部を経てメカニカルシール側に良好に逃がすことができる。
これにより、定常運転中にハブに作用するスラスト荷重を好適に抑えることができる。
【００２１】
さらに、定常運転中に羽根側からメカニカルシール側への流体の流れを開口部を経て円滑に確保することで、羽根側に導かれた流体の一部をメカニカルシール側に好適に導くことができる。
これにより、メカニカルシール側に導いた流体でメカニカルシールを冷却することが可能になり、メカニカルシールの冷却性能を高めることができる。
【００２２】
加えて、自吸運転中に生じる空気の流れを羽根側からメカニカルシール側へ円滑に発生させることで、羽根側からメカニカルシール側へ向けて空気を円滑に流すことができる。
これにより、ケースの内部を負圧状態に好適に発生させて吸込み性能、すなわち自吸性能を高めることができる。
【００２３】
請求項３に係る発明では、回転中心に近い方の周縁部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成するとともに、回転中心から遠い方の周縁部を流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成した。
これにより、開口部を羽根側からメカニカルシール側へ向けて傾斜通路とすることができる。
開口部を傾斜通路とすることで、請求項１と同様の作用・効果を得ることができる。
【００２４】
すなわち、開口部を傾斜通路に形成することで、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れや、自吸運転中に生じる空気の流れを羽根側からメカニカルシール側へ円滑に発生させることができる。
【００２５】
よって、定常運転中（羽根車の回転中）において、羽根側に導かれた流体の一部を開口部を経てメカニカルシール側に良好に逃がすことができる。
これにより、定常運転中にハブに作用するスラスト荷重を好適に抑えることができる。
【００２６】
さらに、定常運転中に羽根側からメカニカルシール側への流体の流れを開口部を経て円滑に確保することで、羽根側に導かれた流体の一部をメカニカルシール側に好適に導くことができる。
これにより、メカニカルシール側に導いた流体でメカニカルシールを冷却することが可能になり、メカニカルシールの冷却性能を高めることができる。
【００２７】
加えて、自吸運転中に生じる空気の流れを羽根側からメカニカルシール側へ円滑に発生させることで、羽根側からメカニカルシール側へ向けて空気を円滑に流すことができる。
これにより、ケースの内部を負圧状態に好適に発生させて吸込み性能、すなわち自吸性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る遠心ポンプ（実施例１）を備えた遠心ポンプユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の遠心ポンプを示す斜視図である。
【図３】図２の遠心ポンプにおいてボリュートの破断状態を示す斜視図である。
【図４】図３の４部拡大図である。
【図５】図２の遠心ポンプを示す断面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】図７（ａ）は図６の７ａ−７ａ線断面図、図７（ｂ）は図６の７ｂ−７ｂ線断面図である。
【図８】本発明に係る遠心ポンプの羽根車を示す正面図である。
【図９】図８の開口部を拡大した状態で示す平面図である。
【図１０】本発明に係る遠心ポンプを始動する際に呼び流体を誘導溝で案内する例を説明する図である。
【図１１】（ａ）は図１０（ｂ）の１１ａ−１１ａ断面図、（ｂ）は図１０（ｂ）の１１ｂ−１１ｂ断面図、（ｃ）は本発明に係る遠心ポンプのメカニカルシールに呼び流体を導く例を説明する図である。
【図１２】本発明に係る遠心ポンプの定常運転中においてメカニカルシールに流体を導く例を説明する図である。
【図１３】本発明に係る遠心ポンプの自吸運転中においてケースの内部を負圧状態に発生させる例を説明する図である。
【図１４】図１４（ａ）は実施例２の羽根車を示す正面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の１４ｂ−１４ｂ線断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は実施例３の羽根車を示す正面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の１５ｂ−１５ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００３０】
実施例１に係る遠心ポンプ１５について説明する。
図１に示すように、遠心ポンプユニット１０は、略矩形体枠状に形成されたフレーム１１と、フレーム１１のベース１２に設けられたエンジン１３と、エンジン１３に設けられるとともにベース１２に設けられた遠心ポンプ１５とを備えている。
【００３１】
エンジン１３は、図５に示すように、クランクシャフト（回転軸）１８の端部１８ａが遠心ポンプ１５内に突出され、突出された端部１８ａが遠心ポンプ１５の羽根車２３に連結されている。
クランクシャフト１８は、端部１８ａの近傍部位１８ｂがメカニカルシール４１に回転自在に支持されている。
【００３２】
図２、図３に示すように、遠心ポンプ１５は、エンジン１３のシリンダブロック１７に蓋部材３６を介してボルト止めされたケース２１と、ケース２１の内部（ケース内）２２に設けられてクランクシャフト１８の端部１８ａに連結された羽根車２３と、羽根車２３を覆うボリュート２８と、ケース２１の吸込口２１ａ（図５参照）に設けられた吸込ノズル３２と、ケース２１の吐出口２１ｂに設けられた吐出ノズル３３とを備えている。
【００３３】
図４、図５に示すように、ケース２１は、蓋部材３６に対向するとともにケース２１の吸込口２１ａを有する吸込口側壁部３７と、吸込口側壁部３７の吸込口２１ａをボリュート２８の吸込口２８ａに連通する連通路３１と、吸込口側壁部３７および蓋部材３６間の各上端部に設けられた頂部３８とを有する。
以下、ボリュート２８の吸込口２８ａを「ボリュート吸込口」と略記する。
【００３４】
蓋部材３６は、クランクシャフト１８（端部１８ａの近傍部位１８ｂ）と同軸上に支持孔３６ａが形成され、支持孔３６ａにメカニカルシール４１が同軸上に支持され、メカニカルシール４１に端部１８ａの近傍部位１８ｂが回転自在に支持されている。
さらに、クランクシャフト１８の端部１８ａがメカニカルシール４１を介してケース２１の内部２２（具体的には、ボリュート２８の内部）に突出されている。
【００３５】
クランクシャフト１８（端部１８ａの近傍部位１８ｂ）はメカニカルシール４１を用いて回転自在に支持されている。
よって、ケース２１の内部２２の流体が、近傍部位１８ｂの支持部位から外部に漏れることをメカニカルシール４１で機械的に制限することができる。
【００３６】
また、蓋部材３６は、内壁面３６ｂに誘導溝４５が形成されている。
誘導溝４５は、蓋部材３６の上端部３６ｃからメカニカルシール４１まで下方に向けて延出されている。
誘導溝４５の途中にボリュート２８の端縁２８ｂが誘導溝４５に対して略直交する方向に配置されている（図２も参照）。
【００３７】
よって、誘導溝４５の途中にボリュート２８の端縁２８ｂおよび誘導溝４５で案内口４６が形成されている。
ボリュート２８の端縁２８ｂおよび誘導溝４５で案内口４６を形成することで、案内口４６を経てボリュート２８の内部のメカニカルシール４１に呼び流体（呼び水作用を奏する流体）を案内することができる。
【００３８】
ここで、誘導溝４５は、上端部４５ａで呼び流体供給路４８に連通されている。呼び流体供給路４８は、吐出ノズル３３に隣接して形成されている。
呼び流体供給路４８の供給口４８ａはプラグ４９で開閉自在に閉塞されている。供給口４８ａからプラグ４９を外すことで、供給口４８ａから呼び流体を供給することができる。
【００３９】
供給口４８ａから呼び流体供給路４８に呼び流体を供給することにより、供給した呼び流体を誘導溝４５を経て、ボリュート２８内のメカニカルシール４１まで確実に案内できる。
これにより、必要以上に多量な呼び流体を供給することなくメカニカルシール４１に呼び流体を確実に導くことができ、呼び流体をメカニカルシール４１の潤滑剤として利用できる。
【００４０】
さらに、メカニカルシール４１に呼び流体を案内する誘導路として誘導溝４５を採用することで、誘導溝４５を開放状態の断面に形成できる。
よって、呼び流体を誘導溝４５で案内する際に、誘導溝４５から溢れた呼び流体を誘導溝４５に沿わせて案内することができる。
これにより、誘導溝４５に沿わせて多量の呼び流体を円滑に案内することができる。
【００４１】
加えて、メカニカルシール４１に呼び流体を案内する誘導路として誘導溝４５を採用することで、構成の簡素化を図ることができる。
【００４２】
図６、図７に示すように、誘導溝４５は途中の部位４５ｂから複数（一例として、３本）に分岐されている。
誘導溝４５は途中の部位４５ｂは、案内口４６およびメカニカルシール４１間、すなわちボリュート２８の内部に位置する。
分岐後の誘導溝４５や分岐前の誘導溝４５の各断面形状は任意に設定可能である。
【００４３】
分岐された誘導溝４５は、メカニカルシール４１の外周壁４１ａのうち複数の部位４１ｂまで延出されている。
よって、メカニカルシール４１の広範囲Ｈに呼び流体を導くことができるので、メカニカルシール４１を呼び流体で一層好適に潤滑することができる。
【００４４】
加えて、誘導溝４５を分岐させることで、蓋部材３６の内壁面３６ｂに複数の小さな溝（凹み）を所定間隔をおいて形成するだけで複数の誘導溝４５を備えることができる。
このように、蓋部材３６の内壁面３６ｂに複数の小さな溝（凹み）を所定間隔をおいて形成することで、蓋部材３６の内壁面３６ｂの凹みを分散させることができる。
これにより、蓋部材３６の内壁面３６ｂでメカニカルシール４１を十分に支えることができる。
【００４５】
図４、図５に示すように、ケース２１の内部２２に突出されたクランクシャフト１８の端部１８ａに羽根車２３が設けられている。
羽根車２３は、クランクシャフト１８の端部１８ａに設けられたハブ２４と、ハブ２４のうちのメカニカルシール４１の反対側の面（以下、「表面」という）２４ａに設けられた複数の羽根２５とを備えている。
なお、ハブ２４のうちのメカニカルシール４１側の面を、以下「裏面」２４ｂという。
【００４６】
図５、図８に示すように、ハブ２４は、回転中心２６を中心とする円板状に形成されたプレート状の部材である。
回転中心２６は、クランクシャフト１８の端部１８ａに対して同軸上に位置する部位である。
このハブ２４は、ボリュート吸込口２８ａから導かれた流体をメカニカルシール４１側に導く複数の開口部（バランスホール）２７を有する。
【００４７】
図８、図９に示すように、開口部２７は、ハブ２４の周方向に沿わせて開口幅Ｗ１で延出された略円弧状の開口である。
この開口部２７は、ハブ２４の回転方向上流側の端部２７ａから回転中心２６までの距離（半径）Ｒ１が、ハブ２４の回転方向下流側の端部２７ｂから回転中心２６までの距離（半径）Ｒ２より小さく設定されている。
なお、羽根車２３（ハブ２４）は矢印で示す方向に回転する。
【００４８】
以下、ハブ２４の回転方向上流側の端部２７ａを「上流側端部」と略記し、ハブ２４の回転方向下流側の端部２７ｂを「下流側端部」と略記する。
また、上流側端部２７ａから回転中心２６までの距離Ｒ１を「上流側距離」と略記し、下流側端部２７ｂから回転中心２６までの距離Ｒ２を「下流側距離」と略記する。
【００４９】
すなわち、開口部２７の上流側距離Ｒ１を下流側距離Ｒ２より小さく設定することで、開口部２７は回転中心２６に対して傾斜形状に形成されている。
【００５０】
ここで、遠心ポンプ１５の定常運転中において、羽根車２３まで導かれた流体は、羽根車２３の回転によりハブ２４の周方向に案内されるとともに、羽根車２３の遠心力で回転中心２６から半径方向外側に向けて送り出される。
また、遠心ポンプ１５の自吸運転中において、ケース２１の内部２２の空気は、羽根車２３の回転によりハブ２４の周方向に案内されるとともに、羽根車２３の遠心力で回転中心２６から半径方向外側に向けて送り出される。
【００５１】
そこで、ハブ２４の開口部２７をハブ２４の周方向に沿わせて延出し、開口部２７の上流側距離Ｒ１を下流側距離Ｒ２より小さく設定した。
よって、開口部２７を回転中心２６に対して傾斜形状とし、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れや、自吸運転中に生じる空気の流れを開口部２７に沿わせることができる。
【００５２】
これにより、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れを開口部２７に沿わせることで、流体を複数の羽根２５側からメカニカルシール４１側へ開口部２７を経て円滑に流すことができる。
したがって、羽根２５側に導かれた流体の一部を開口部２７を経てメカニカルシール４１側に良好に逃がすことが可能になり、定常運転中にハブ２４に作用するスラスト荷重を好適に抑えることができる。
ここで、スラスト荷重とは、ハブ２４に対して略直交する方向（すなわち、クランクシャフト１８に沿うスラスト方向に作用する荷重である。
【００５３】
さらに、定常運転中に羽根２５側からメカニカルシール４１側への流体の流れを開口部２７を経て円滑に確保することで、羽根２５側に導かれた流体の一部をメカニカルシール４１側に好適に導くことができる。
これにより、メカニカルシール４１側に導いた流体でメカニカルシール４１（図５参照）を冷却することが可能になり、メカニカルシール４１の冷却性能を高めることができる。
【００５４】
加えて、自吸運転中に羽根２５側からメカニカルシール４１側への空気の流れを開口部２７に沿わせることで、空気を羽根２５側からメカニカルシール４１側へ開口部２７を経て円滑に流すことができる。
これにより、ケース２１の内部２２を負圧状態に好適に発生させて吸込み性能、すなわち自吸性能を高めることができる。
【００５５】
この羽根車２３は、ケース２１の内部２２に収容されたボリュート２８（図２、図５参照）で覆われている。
図２、図５に示すように、ボリュート２８は、上向きに開口した吐出口２８ｃを備え、吐出口２８ｃに向けて渦巻形に形成されたケーシングである。
以下、ボリュート２８の吐出口２８ｃを「ボリュート吐出口」と略記する。
【００５６】
つぎに、遠心ポンプ１５を始動する際にメカニカルシール４１に呼び流体を導く例を図１０、図１１に基づいて説明する。
図１０（ａ）に示すように、呼び流体供給路４８の供給口４８ａに呼び流体を矢印Ａの如く供給し、供給した呼び流体を誘導溝４５に矢印Ｂの如く案内する。
誘導溝４５に案内された呼び流体は、案内口４６を経てボリュート２８の内部に矢印Ｃの如く導かれる。
【００５７】
図１０（ｂ）に示すように、誘導溝４５に案内された呼び流体が、分岐された誘導溝４５に沿ってメカニカルシール４１まで矢印Ｃの如く導かれる。
【００５８】
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、メカニカルシール４１に呼び流体を案内する誘導路として誘導溝４５が採用されている。
よって、呼び流体を誘導溝４５で案内する際に、誘導溝４５から溢れた呼び流体５１を誘導溝４５に沿わせて案内することができる。
すなわち、呼び流体５１を案内する流路面積Ｓ１，Ｓ２を大きく確保した状態と同じになる。
【００５９】
図１１（ｃ）に示すように、誘導溝４５に沿わせて多量の呼び流体を矢印Ｄの如く円滑に案内することが可能になり、呼び流体を誘導溝４５に容易に、かつ確実に供給できる。
これにより、必要以上に多量な呼び流体を供給することなくメカニカルシール４１に呼び流体を導くことができ、呼び流体をメカニカルシール４１の潤滑剤として確実に利用できる。
【００６０】
これに対して、呼び流体の誘導路として、例えば、閉塞された断面を採用した場合、呼び流体を案内する流路面積を大きく確保することが難しい。
このため、誘導路に沿わせて多量の呼び流体を円滑に案内し難くなり、呼び流体をメカニカルシール４１まで容易に、かつ確実に供給することが難しい。
【００６１】
つぎに、遠心ポンプ１５の定常運転中においてメカニカルシール４１に流体を導く例を図１２に基づいて説明する。
図１２（ａ）に示すように、開口部２７の上流側距離Ｒ１を下流側距離Ｒ２より小さく設定することで、開口部２７が回転中心２６に対して傾斜形状に形成されている。
【００６２】
ここで、遠心ポンプ１５の定常運転中において羽根車２３が矢印Ｄの如く回転する。
羽根車２３が回転することで、羽根車２３まで導かれた流体がハブ２４の周方向に矢印Ｅの如く案内されるとともに、羽根車２３の遠心力で回転中心２６から半径方向外側に向けて矢印Ｆの如く送り出される。
【００６３】
よって、羽根車２３まで導かれた流体は、周方向に沿いながら回転中心２６から徐々に離れる方向に矢印Ｇの如く案内される。
これにより、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れを開口部２７に沿わせることができる。
したがって、羽根車２３（ハブ２４）まで導かれた流体を開口部２７を経てハブ２４の表面２４ａ側から裏面２４ｂ側へ矢印Ｈの如く円滑に流すことができる。
【００６４】
図１２（ｂ）に示すように、ハブ２４の表面２４ａ側から裏面２４ｂ側へ矢印Ｈの如く円滑に流すことで、表面２４ａ側の流体を裏面２４ｂ側に良好に逃がすことができる。
これにより、定常運転中に表面２４ａ側の流体でハブ２４に作用するスラスト荷重Ｆを好適に抑えることができる。
【００６５】
さらに、定常運転中においてハブ２４の表面２４ａ側から裏面２４ｂ側に流体を良好に逃がすことで、表面２４ａ側に導かれた流体の一部を裏面２４ｂ側のメカニカルシール４１に好適に導くことができる。
これにより、裏面２４ｂ側に導いた流体でメカニカルシール４１を冷却することが可能になり、メカニカルシール４１の冷却性能を高めることができる。
【００６６】
この状態において、ボリュート吸込口２８ａを経て表面２４ａ側に導かれた流体を羽根車２３でボリュート吐出口２８ｃ（図２参照）まで導く。
ボリュート吐出口２８ｃまで導いた流体を、図２に示すケース２１の吐出口２１ｂを経て吐出ノズル３３から流体を吐出することができる。
【００６７】
ついで、遠心ポンプ１５の自吸運転中においてケース２１の内部２２を負圧状態に発生させる例を図１３に基づいて説明する。
図１３（ａ）に示すように、遠心ポンプ１５の自吸運転中において、ケース２１（図２参照）の内部２２の空気は、羽根車２３の回転によりハブ２４の周方向に矢印Ｉの如く案内されるとともに、羽根車２３の遠心力で回転中心２６から半径方向外側に向けて矢印Ｊの如く送り出される。
【００６８】
よって、羽根車２３まで案内された空気は、周方向に沿いながら回転中心２６から徐々に離れる方向に矢印Ｋの如く案内される。
これにより、開口部２７を経てハブ２４の表面２４ａ側から裏面２４ｂ側に流れる空気の流れを開口部２７に沿わせることができる。
【００６９】
図１３（ｂ）に示すように、ハブ２４の表面２４ａ側から裏面２４ｂ側に流れる空気の流れを開口部２７に沿わせることで、空気を羽根２５側からメカニカルシール４１側へ開口部２７を経て矢印Ｌ（図１３（ａ）も参照）の如く円滑に流すことができる。
これにより、ケース２１（図２参照）の内部２２を負圧状態に好適に発生させて吸込み性能、すなわち自吸性能を高めることができる。
【００７０】
つぎに、実施例２および実施例３の遠心ポンプを図１４〜図１５に基づいて説明する。
なお、実施例２および実施例３において実施例１の遠心ポンプ１５と同一・類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００７１】
実施例２に係る遠心ポンプ６０について説明する。
図１４（ａ），（ｂ）に示すように、遠心ポンプ６０は、実施例１の羽根車２３に代えて羽根車６１を設けたもので、その他の構成は実施例１の遠心ポンプ１５と同様である。
羽根車６１は、実施例１の羽根車２３に備えたハブ２４に代えてハブ６２を備えている。
ハブ６２は、ボリュート吸込口２８ａ（図５参照）から導かれた流体をメカニカルシール４１（図５参照）側に導く複数の開口部（バランスホール）６３を有する。
【００７２】
開口部６３は、ハブ６２の周方向に沿わせて開口幅Ｗ２で延出された略円弧状の開口である。
この開口部６３は、ハブ６２の回転方向上流側の端部（上流側端部）６３ａが流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成されるとともに、ハブ６２の回転方向下流側の端部（下流側端部）６３ｂが流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成されている。
なお、ハブ６２は矢印で示す方向に回転する。
【００７３】
回転方向上流側の端部６３ａおよび回転方向下流側の端部６３ｂは、各々が傾斜角θ１の下り勾配に形成されている。
よって、開口部６３は、羽根２５側（ハブ６２の表面６２ａ側）からメカニカルシール４１側（ハブ６２の裏面６２ｂ側）へ向けて傾斜角θ１で傾斜するように傾斜通路に形成されている。
【００７４】
このように、開口部６３がハブ６２の表面６２ａ側からハブ６２の裏面６２ｂ側へ向けて傾斜角θ１の傾斜通路に形成されている。
開口部６３を傾斜通路に形成することで、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れや、自吸運転中に生じる空気の流れをハブ６２の表面６２ａ側からハブ６２の裏面６２ｂ側へ矢印Ｍの如く円滑に発生させることができる。
【００７５】
よって、定常運転中（羽根車の回転中）において、羽根２５側に導かれた流体の一部を開口部６３を経てハブ６２の裏面６２ｂ側（メカニカルシール４１側）に良好に逃がすことができる。
これにより、定常運転中にハブ６２に作用するスラスト荷重を好適に抑えることができる。
【００７６】
さらに、定常運転中にハブ６２の表面６２ａ側からハブ６２の裏面６２ｂ側への流体の流れを開口部６３を経て円滑に確保することで、羽根２５側に導かれた流体の一部をメカニカルシール４１側に好適に導くことができる。
これにより、メカニカルシール４１側に導いた流体でメカニカルシール４１（図５参照）を冷却することが可能になり、メカニカルシール４１の冷却性能を高めることができる。
【００７７】
加えて、自吸運転中に生じる空気の流れをハブ６２の表面６２ａ側からハブ６２の裏面６２ｂ側へ矢印Ｍの如く円滑に発生させることで、ハブ６２の表面６２ａ側からハブ６２の裏面６２ｂ側へ向けて空気を円滑に流すことができる。
これにより、ケース２１の内部２２を負圧状態に好適に発生させて吸込み性能、すなわち自吸性能を高めることができる。
【００７８】
すなわち、実施例２の遠心ポンプ６０によれば、実施例１の遠心ポンプ１５と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００７９】
実施例３に係る遠心ポンプ７０について説明する。
図１５（ａ），（ｂ）に示すように、遠心ポンプ７０は、実施例１の羽根車２３に代えて羽根車７１を設けたもので、その他の構成は実施例１の遠心ポンプ１５と同様である。
羽根車７１は、実施例１の羽根車２３に備えたハブ２４に代えてハブ７２を備えている。
ハブ７２は、ボリュート吸込口２８ａ（図５参照）から導かれた流体をメカニカルシール４１（図５参照）側に導く複数の開口部（バランスホール）７３を有する。
【００８０】
開口部７３は、ハブ７２の周方向に沿わせて開口幅Ｗ３で延出された略円弧状の開口である。
この開口部７３は、回転中心２６に近い方の周縁部７３ａが流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成されるとともに、回転中心２６から遠い方の周縁部７３ｂが流体の流れ方向に向けて下り勾配に形成されている。
なお、ハブ７２は矢印で示す方向に回転する。
【００８１】
回転中心２６に近い方の周縁部７３ａおよび回転中心２６から遠い方の周縁部７３ｂは、各々が傾斜角θ２の下り勾配に形成されている。
よって、開口部７３は、羽根２５側（ハブ７２の表面７２ａ側）からメカニカルシール４１側（ハブ７２の裏面７２ｂ側）へ向けて傾斜角θ２で傾斜するように傾斜通路に形成されている。
【００８２】
このように、開口部７３がハブ７２の表面７２ａ側からハブ７２の裏面７２ｂ側へ向けて傾斜角θ２の傾斜通路に形成されている。
開口部７３を傾斜通路に形成することで、定常運転中（羽根車の回転中）に生じる流体の流れや、自吸運転中に生じる空気の流れをハブ７２の表面７２ａ側からハブ７２の裏面７２ｂ側へ矢印Ｎの如く円滑に発生させることができる。
【００８３】
よって、定常運転中（羽根車の回転中）において、羽根２５側に導かれた流体の一部を開口部７３を経てハブ７２の裏面７２ｂ側（メカニカルシール４１側）に良好に逃がすことができる。
これにより、定常運転中にハブ７２に作用するスラスト荷重を好適に抑えることができる。
【００８４】
さらに、定常運転中にハブ７２の表面７２ａ側からハブ７２の裏面７２ｂ側への流体の流れを開口部７３を経て円滑に確保することで、羽根２５側に導かれた流体の一部をメカニカルシール４１側に好適に導くことができる。
これにより、メカニカルシール４１側に導いた流体でメカニカルシール４１（図５参照）を冷却することが可能になり、メカニカルシール４１の冷却性能を高めることができる。
【００８５】
加えて、自吸運転中に生じる空気の流れをハブ７２の表面７２ａ側からハブ７２の裏面７２ｂ側へ矢印Ｎの如く円滑に発生させることで、ハブ７２の表面７２ａ側からハブ７２の裏面７２ｂ側へ向けて空気を円滑に流すことができる。
これにより、ケース２１の内部２２を負圧状態に好適に発生させて吸込み性能、すなわち自吸性能を高めることができる。
【００８６】
すなわち、実施例３の遠心ポンプ７０によれば、実施例１の遠心ポンプ１５と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
なお、本発明に係る遠心ポンプは、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例１〜３で例示した開口部２７，６３，７３を適宜組み合わせた形状とすることも可能である。
【００８８】
また、前記実施例１〜３では、開口部２７，６３，７３を略円弧状に形成した例について説明したが、これに限らないで、台形、円形、楕円形、半円形、半楕円形や矩形などの他の形状に形成することも可能である。
【００８９】
さらに、前記実施例１〜３で示した遠心ポンプ１５，６０，７０、クランクシャフト１８、ケース２１、羽根車２３，６１，７１、ハブ２４，６２，７２、羽根２５、開口部２７，６３，７３およびメカニカルシール４１などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、ケース内にメカニカルシールを介して回転軸が突出され、ケース内に突出された回転軸に羽根車が設けられた遠心ポンプへの適用に好適である。
【符号の説明】
【００９１】
１５，６０，７０…遠心ポンプ、１８…クランクシャフト（回転軸）、２１…ケース、２２…ケースの内部（ケース内）、２３，６１，７１…羽根車、２４，６２，７２…ハブ、２４ａ，６２ａ，７２ａ…表面（ハブのうちのメカニカルシールの反対側の面）、２４ｂ，６２ｂ，７２ｂ…裏面（ハブのうちのメカニカルシール側の面）、２５…羽根、２６…回転中心、２７，６３，７３…開口部、２７ａ，６３ａ…上流側端部（ハブの回転方向上流側の端部）、２７ｂ，６３ｂ…下流側端部（ハブの回転方向下流側の端部）、４１…メカニカルシール、７３ａ…回転中心に近い方の周縁部、７３ｂ…回転中心から遠い方の周縁部、Ｒ１…上流側距離（上流側端部から回転中心までの距離）、Ｒ２…下流側距離（下流側端部から回転中心までの距離）。
【図１】
2012072695.tif 000003
【図２】
2012072695.tif 000004
【図３】
2012072695.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012072695.tif 000007
【図６】
2012072695.tif 000008
【図７】
2012072695.tif 000009
【図８】
2012072695.tif 000010
【図９】
2012072695.tif 000011
【図１０】
2012072695.tif 000012
【図１１】
2012072695.tif 000013
【図１２】
2012072695.tif 000014
【図１３】
2012072695.tif 000015
【図１４】
2012072695.tif 000016
【図１５】
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