JP2001115981A - 多段ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ性能を維持しつつ、羽根車の更なる小
径化、高回転化、段数低減化を図ることが可能であり、
小型化、低コスト化が容易な多段ポンプの提供。 【解決手段】 多段ポンプ１〜１Ｄは、複数の羽根車５
のうち、初段羽根車５１が取り付けられ、かつ、中空に
形成された低速回転軸７と、低速回転軸７の内部を貫通
する共に、複数の羽根車５のうち、第２段羽根車５２及
び第３段羽根車５３が取り付けられる高速回転軸８と、
駆動源１８が発生する動力を変速して、低速回転軸７を
低速で回転させると共に、高速回転軸８を高速で回転さ
せる変速ユニット２０とを備え、多段ポンプ４０〜４０
Ｂは、低速回転軸７Ａを低速で回転させる低速駆動部４
１と、高速回転軸８を高速で回転させる高速駆動部４２
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の羽根車を回
転させて流体を圧送する多段ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複数の羽根車を回転させて流
体を圧送する遠心式の多段ポンプが様々な用途に適用さ
れているが、このような多段ポンプについても、ポンプ
性能を維持しつつ低コスト化を図ることが求められてい
る。この場合、各羽根車を小径化すると共に、各羽根車
を高速で回転させれば、揚程を始めとするポンプ性能を
維持しつつポンプ全体を小型化、低コスト化することが
可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、多段ポンプにて取り扱う流体は吸込口において低圧
であり、低圧の流体を高速で回転する羽根車（初段羽根
車）によって吸い込むと、初段羽根車を始めとする上流
側の羽根車には、揚程を低下させると共に羽根を損傷さ
せる要因となるキャビテーションが発生してしまう。従
って、現状では、初段羽根車にキャビテーションが発生
しないように多段ポンプの最大回転数を設定せざるを得
ないが、このような最大回転数の制約は、更なる羽根車
の小径化や、羽根車の段数を低減することへの妨げとな
る。この結果、従来から、多段ポンプの更なる小型化、
低コスト化を促進することが結果として困難となってい
る。

【０００４】また、例えば、ボイラ給水ポンプとして用
いられる多段ポンプを例にとると、ボイラ給水ポンプの
場合、その揚程は、およそ１０００〜４０００ｍ程度と
なるため、最大回転数をできるだけ、高く設定する必要
がある。その一方で、ボイラ給水ポンプの吸込ヘッド
は、一般に、およそ１０ｍ程度と極めて小さい。従っ
て、要求される揚程を確保し、かつ、初段羽根車等にお
けるキャビテーションの発生を防止するためには、ボイ
ラ給水ポンプの前段にブースターポンプを配し、このブ
ースターポンプで昇圧させた流体をボイラ給水ポンプの
吸込口に供給する必要がある。しかしながら、ブースタ
ーポンプを設置することに伴って、施設全体のコストア
ップや、据え付け面積の増大といった問題が発生してし
まう。

【０００５】そこで、本発明は、ポンプ性能を維持しつ
つ、羽根車の更なる小径化、高回転化、段数低減化を図
ることが可能であり、小型化、低コスト化が容易な多段
ポンプの提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による多段ポンプは、駆動源が発生する動力により複数
の羽根車を回転させて流体を圧送する多段ポンプであっ
て、複数の羽根車のうち、少なくとも初段羽根車を含む
上流側羽根車が取り付けられ、かつ、中空に形成された
低速回転軸と、低速回転軸の内部を貫通する共に、複数
の羽根車のうち、少なくとも最終段羽根車を含む下流側
羽根車が取り付けられる高速回転軸と、駆動源が発生す
る動力を変速して、低速回転軸を低速で回転させると共
に、高速回転軸を高速で回転させる変速ユニットとを備
えることを特徴とする。

【０００７】この多段ポンプでは、少なくとも初段羽根
車を含む上流側羽根車が、中空に形成された低速回転軸
に取り付けられる。また、少なくとも最終段羽根車を含
む下流側羽根車は、低速回転軸の内部を貫通する高速回
転軸に取り付けられる。変速ユニットは、例えば、駆動
源の動力を高速回転軸に直接伝達すると共に、駆動源の
動力を減速させた上で低速回転軸に伝達する。これによ
り、上流側羽根車（初段羽根車）を低速で回転させると
同時に、下流側羽根車を高速で回転させることが可能と
なる。

【０００８】従って、この多段ポンプによれば、初段羽
根車を始めとする上流側羽根車でキャビテーションの発
生を防止しつつ、下流側羽根車を高速で回転させること
によって要求される揚程を十分に確保することができ
る。この結果、要求されるポンプ性能を維持しつつ、羽
根車の更なる小径化、高回転化、段数低減化を図り、多
段ポンプを小型化、低コスト化することが可能となる。
なお、上流側羽根車とは、多段ポンプにて取り扱う流体
の流通方向における上流側に位置し、高速回転させた場
合にキャビテーションが発生するおそれのある羽根車を
意味する。また、下流側羽根車とは、多段ポンプにて取
り扱う流体の流通方向における下流側に位置する羽根車
を意味する。

【０００９】この場合、低速回転軸は、上段側羽根車の
両側で水潤滑式軸受によって支持され、高速回転軸は、
下段側羽根車の両側で水潤滑式軸受によって支持される
と好ましい。

【００１０】このような構成を採用すれば、多段ポンプ
の更なるコンパクト化を図ることが可能となる。また、
油潤滑式軸受を採用した場合に必要とされる油圧ユニッ
ト等が不要となると共に、多段ポンプで取り扱う流体に
シールオイル等が混入してしまうことを完全に防止可能
となる。従って、かかる構成は、取り扱い対象となる流
体が水である場合に、特に好適である。

【００１１】請求項３に記載の本発明による多段ポンプ
は、複数の羽根車を回転させて流体を圧送する多段ポン
プであって、複数の羽根車のうち、少なくとも初段羽根
車を含む上流側羽根車が取り付けられる低速回転軸と、
複数の羽根車のうち、少なくとも最終段羽根車を含む下
流側羽根車が取り付けられる高速回転軸と、低速回転軸
を低速で回転駆動するための低速駆動部と、高速回転軸
を高速で回転駆動するための高速駆動部とを備えること
を特徴とする。

【００１２】この多段ポンプでは、少なくとも初段羽根
車を含む上流側羽根車は、低速駆動部によって低速で回
転駆動される低速回転軸に取り付けられる。また、少な
くとも最終段羽根車を含む下流側羽根車は、高速駆動部
によって高速で回転駆動される高速回転軸に取り付けら
れる。これにより、上流側羽根車（初段羽根車）を低速
で回転させると同時に、下流側羽根車を高速で回転させ
ることが可能となる。

【００１３】従って、この多段ポンプによれば、初段羽
根車を始めとする上流側羽根車でキャビテーションの発
生を防止しつつ、下流側羽根車を高速で回転させること
によって要求される揚程を十分に確保することができ
る。この結果、要求されるポンプ性能を維持しつつ、羽
根車の更なる小径化、高回転化、段数低減化を図り、多
段ポンプを小型化、低コスト化することが可能となる。

【００１４】この場合も、低速回転軸は、上段側羽根車
の両側で水潤滑式軸受によって支持され、高速回転軸
は、下段側羽根車の両側で水潤滑式軸受によって支持さ
れると好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による多段ポンプの好適な実施形態について詳細に説明
する。

【００１６】〔第１実施形態〕図１は、本発明の第１実
施形態に係る多段ポンプの第１の態様を模式的に示す部
分断面図である。同図に示す多段ポンプ１は、例えば、
ボイラ給水ポンプとして用いるのに好適なものであり、
吸込口２と吐出口３とが形成されたケーシング４を備え
る。ケーシング４の内部には、遠心羽根車５（以下、単
に「羽根車」という）が複数（図１に示す例では、３
体）収容されている。羽根車５には、上流側羽根車とし
ての初段羽根車５１と、下流側羽根車としての第２段羽
根車５２及び第３段羽根車（最終段羽根車）５３とが含
まれる。

【００１７】初段羽根車５１は、最も吸込口２側、すな
わち、多段ポンプ１にて取り扱う流体の流通方向におけ
る上流側に配されている。また、第２段羽根車５２と第
３段羽根車５３とは、初段羽根車５１よりも吐出口３
側、すなわち、多段ポンプ１にて取り扱う流体の流通方
向における下流側に配されている。また、初段羽根車５
１と第２段羽根車５２との間には、ケーシング４に対し
て静止する静止部６が設けられている。この静止部６は
ケーシング４と共に、初段羽根車５１の羽根車出口を流
出した流体を第２段羽根車５２の羽根車入口に導くため
の流路を画成する。

【００１８】上述した複数の羽根車５のうち、上流側羽
根車としての初段羽根車５１は、中空に形成された低速
回転軸７に取り付けられている。これに対して、下流側
羽根車としての第２段羽根車５２及び第３段羽根車５３
は、低速回転軸７の内部を同軸に貫通する高速回転軸８
に取り付けられている。低速回転軸７は、初段羽根車５
１の両側で水潤滑式軸受によってケーシング４に対して
支持されており、高速回転軸８は、下段側羽根車として
の第２段羽根車５２及び第３段羽根車５３の両側で水潤
滑式軸受によってケーシング４に対して支持されてい
る。

【００１９】すなわち、図１に示すように、ケーシング
４には、初段羽根車５１の吸込口２側（図中左側）で低
速回転軸７を支持する水潤滑式のスラストラジアル軸受
９が設けられており、静止部６には、初段羽根車５１の
吐出口３側（図中右側）で低速回転軸７を支持する水潤
滑式軸受１０が設けられている。また、静止部６には、
第２段羽根車５２の吸込口２側（図中左側）で高速回転
軸８を支持する水潤滑式軸受１１が設けられており、第
３段羽根車５３の側方（図中右側）には、高速回転軸８
をケーシング４に対して支持する水潤滑式軸受１２と水
潤滑式のスラスト軸受１４とが設けられている。

【００２０】更に、低速回転軸７に対しては、吸込口２
側でケーシング４の端部（図中左側）から流体が漏洩す
るのを防止するためのメカニカルシール１５が設けられ
ている。また、静止部６には、図１及び図２に示すよう
に、初段羽根車５１から流出した流体が低速回転軸７の
内部に漏洩するのを防止する低速メカニカルシール１６
と、第２段羽根車５２に流入すべき流体が低速回転軸７
の内部に漏洩することを防止する高速メカニカルシール
１７とが設けられている。

【００２１】このように、水潤滑式の軸受９〜１４によ
って低速回転軸７と高速回転軸８とを支持することによ
り、多段ポンプ１のコンパクト化を図ることが可能とな
る。また、水潤滑式の軸受９〜１４、及び、メカニカル
シール１５〜１７を用いれば、油潤滑式軸受を採用した
場合に必要とされる油圧ユニット等が不要となると共
に、多段ポンプ１で取り扱う流体にシールオイル等が混
入してしまうことを完全に防止可能となる。従って、こ
の多段ポンプ１は、取り扱い対象となる流体が水である
場合に特に好適である。

【００２２】低速回転軸７と高速回転軸８とは、ケーシ
ング４の一側端部（吸込口２側の端部）の側方に配置さ
れた変速ユニット２０に連結される。この変速ユニット
２０は、図１及び図３に示すように、高速回転（例え
ば、８０００〜１００００ｒｐｍ）可能な１台の駆動源
１８（電動モータ又はタービン等）に接続されており、
当該駆動源１８が発生する動力を変速して、低速回転軸
７を低速で回転させると共に、高速回転軸８を高速で回
転させることが可能なものである。すなわち、変速ユニ
ット２０には、図３に示すように、低速回転軸７に連結
される低速伝達軸２１と、駆動源１８の回転軸１９と高
速回転軸８とに連結される高速伝達軸２２とが含まれ
る。

【００２３】低速伝達軸２１は、低速回転軸７と略同一
の外径を有する筒状（中空）に形成されており、その外
周には大歯車２３が装着されている。また、高速伝達軸
２２は、低速伝達軸２１の内部を同軸に貫通しており、
その外周には小歯車２４が装着されている。低速伝達軸
２１及び高速伝達軸２２の側方には、両者と平行に延在
する減速軸２５が配置されている。この減速軸２５に
は、低速伝達軸２１の大歯車２３と噛合う小歯車２６
と、高速伝達軸２２の小歯車２４と噛合う大歯車２７と
が装着されている。これにより、１台の駆動源１８を作
動させると、変速ユニット２０は、駆動源１８が発生す
る動力が高速回転軸８に直接伝達すると共に、駆動源１
８の動力を減速（例えば、２０００〜４０００ｒｐｍ程
度に）させた上で低速回転軸７に伝達する。

【００２４】なお、変速ユニットとしては、駆動源１８
が発生する動力を低速回転軸７に直接伝達すると共に、
駆動源１８の動力を増速させた上で高速回転軸８に伝達
するものを用いてもよい。また、変速ユニットとして、
図４に示すような遊星歯車装置２０Ａを用いてもよい。
この遊星歯車装置２０Ａは、高速回転軸８の外周に装着
される太陽歯車 ２８と、低速回転軸７の内周に装着さ
れる環状歯車２９（リングギヤ）と、それぞれ図示しな
い遊星アームを介して高速回転軸８と連結されると共
に、太陽歯車２８及び環状歯車２９と噛合う複数の遊星
歯車３０とを備えるものである。この場合、高速回転軸
８と駆動源１８とを連結し、駆動源１８を高速で回転さ
せれば、高速回転軸８は、駆動源１８により直接で回転
駆動される一方、低速回転軸７には、遊星歯車３０等に
よって減速された動力が伝達されることになる。

【００２５】次に、上述した多段ポンプ１の動作につい
て説明する。

【００２６】多段ポンプ１を運転する場合には、駆動源
１８を作動させて、低速回転軸７を低速（例えば、２０
００〜４０００ｒｐｍ程度）で回転させると共に、高速
回転軸８を高速（例えば、８０００〜１００００ｒｐｍ
程度）で回転させる。これにより、多段ポンプ１の取り
扱い対象となる流体は、低速で回転する初段羽根車５１
によって吸込口２を介して吸い込まれ、かつ、昇圧され
る。初段羽根車５１の羽根車出口を流出した流体は、静
止部６とケーシング４とによって画成された流路を流通
し、第２段羽根車５２の羽根車入口に流入する（吸い込
まれる）。流体は、それぞれ高速で回転する第２段羽根
車５２及び第３段羽根車５３によって更に昇圧された
後、吐出口３から吐出される。

【００２７】ここで、多段ポンプ１を、例えば、ボイラ
給水ポンプとして用いるとする。この場合、ボイラ給水
ポンプに要求される吸込ヘッドは、一般に、およそ１０
ｍ程度と極めて小さいが、この多段ポンプ１では、上流
側羽根車としての初段羽根車５１と、下流側羽根車とし
ての第２段羽根車５２及び第３段羽根車５３とが、それ
ぞれ分離された状態で駆動されるので、初段羽根車５１
のみを低速で回転させることができる。これにより、キ
ャビテーションが発生しないように初段羽根車５１の最
大回転数を設定可能となる。また、吸込口２に供給する
流体を予め昇圧させるためのブースターポンプ等が不要
となるので、ブースターポンプを設置することに伴う施
設全体のコストアップや、据え付け面積の増大といった
問題を解消することが可能となる。

【００２８】また、ボイラ給水ポンプに要求される揚程
は、およそ１０００〜４０００ｍ程度と高いが、この多
段ポンプ１では、下流側羽根車としての第２段羽根車５
２及び第３段羽根車５２の最大回転数を極めて高く設定
することが可能である。従って、図１に示すように、第
２段羽根車５２を初段羽根車５１よりも小径化し、これ
らを高速回転させることによって、要求される揚程を十
分に確保することが可能となる。これにより、多段ポン
プ１では、羽根車５（特に下流側羽根車）の小径化、低
段数化が容易となる。

【００２９】すなわち、この多段ポンプ１のように、初
段羽根車５１（上流側羽根車）のみを低速で回転させる
一方、第２段羽根車５２及び第３段羽根車５３（下流側
羽根車）を高速で回転させれば、初段羽根車５１を始め
とする上流側羽根車でキャビテーションの発生を防止し
つつ、要求される揚程を十分に確保することができる。
この結果、要求されるポンプ性能を維持しつつ、羽根車
の更なる小径化、高回転化、段数低減化を図り、多段ポ
ンプを小型化、低コスト化することが可能となる。

【００３０】なお、上述した多段ポンプ１に関しては、
初段羽根車５１が上流側羽根車に相当し、第２段羽根車
５２及び第３段羽根車５３が下流側羽根車に相当するも
のとして説明したが、これに限られるものではない。す
なわち、例えば、５段式の多段ポンプの場合、初段及び
第２段羽根車を上流側羽根車として低速回転させるよう
にしてもよい。

【００３１】図５は、本発明の第１実施形態に係る多段
ポンプの第２の態様を模式的に示す部分断面図である。
同図に示す多段ポンプ１Ａでは、変速ユニット２０側
で、低速回転軸７の端部（図中左側の端部）が、水潤滑
式のラジアル軸受９Ａと、油潤滑式のスラストボールベ
アリング３１とによって支持されている。スラストボー
ルベアリング３１の両側には、オイルリークを防止する
ためのラビリンスシール３２が配置されている。また、
ラジアル軸受９Ａとスラストボールベアリング３１（図
中右側に位置するラビリンスシール３２）との間には、
メカニカルシール３３が配置されている。

【００３２】また、この多段ポンプ１Ａでは、吐出口３
側で、高速回転軸８の端部（図中右側の端部）が、油潤
滑式軸受３４と、油潤滑式のスラスト軸受３５とによっ
て支持されている。油潤滑式軸受３４の第３段羽根車５
３側には、ラビリンスシール３６が配置されており、こ
のラビリンスシール３６の第３段羽根車５３側には、メ
カニカルシール３７が配置されている。このような構成
を採用すれば、水潤滑式軸受と比較して一般的な油潤滑
式軸受３１，３４，３５を用いることが可能となるの
で、多段ポンプ１Ａは、簡易かつ低コストで構成可能で
ある。

【００３３】図６は、本発明の第１実施形態に係る多段
ポンプの第３の態様を模式的に示す部分断面図である。
同図に示す多段ポンプ１Ｂは、図５に示した多段ポンプ
１Ａから、水潤滑式のラジアル軸受９Ａを省略し、スラ
ストボールベアリング３１をラジアルスラストボールベ
アリング３１Ａに置き換えたものである。この場合、ラ
ビリンスシール３２の間に、更に、油潤滑式軸受３８を
配置してもよい。このような構成を採用しても、水潤滑
式軸受と比較して一般的な油潤滑式軸受３１Ａ，３４，
３５等を用いることが可能となるので、多段ポンプ１Ｂ
は、簡易かつ低コストで構成可能である。

【００３４】図７は、本発明の第１実施形態に係る多段
ポンプの第４の態様を模式的に示す部分断面図である。
同図に示す多段ポンプ１Ｃは、図５に示した多段ポンプ
１Ａから低速メカニカルシール１６と高速メカニカルシ
ール１７とを省略し、メカニカルシール３３と水潤滑式
のラジアル軸受９Ａとの間に、低高速メカニカルシール
３９を設けたものに相当する。低高速メカニカルシール
３９は、図８に示すように、低速回転軸７に設けられた
拡径部７ａに取り付けられて低速回転軸７と共に回転す
る低回転リング３９ａと、高速回転軸８に取り付けられ
て低回転リング３９ａと当接する高回転スリーブ３９ｂ
とからなる。このような構成を採用しても、低速回転軸
７の内部に流入した流体が変速ユニット２０側に漏洩す
るのを防止可能となる。

【００３５】図９は、本発明の第１実施形態に係る多段
ポンプの第５の態様を模式的に示す部分断面図である。
同図に示す多段ポンプ１Ｄは、図７に示した多段ポンプ
１Ｃから水潤滑式のラジアル軸受９Ａを省略し、スラス
トボールベアリング３１をラジアルスラストボールベア
リング３１Ａに置き換えたものである。この場合、ラビ
リンスシール３２の間に、更に、油潤滑式軸受３８を配
置してもよい。このような構成を採用しても、水潤滑式
軸受と比較して一般的な油潤滑式軸受３１Ａ，３４，３
５等を用いることが可能となるので、多段ポンプ１Ｄ
は、簡易かつ低コストで構成可能である。

【００３６】〔第２実施形態〕以下、図１０〜図１２を
参照しながら、本発明による多段ポンプの第２実施形態
について説明する。なお、上述した本発明の第１実施形
態に係る多段ポンプ１〜１Ｄに関して説明した要素と同
一の要素については同一の符号を付し、重複する説明は
省略する。

【００３７】図１０は、本発明の第２実施形態に係る多
段ポンプの第１の態様を模式的に示す部分断面図であ
る。同図に示す多段ポンプ４０は、複数（３体）の羽根
車５、すなわち、初段羽根車５１、第２段羽根車５２、
及び、第３段羽根車５３を回転させて流体を圧送可能な
ものであり、実質的に、図１に示した第１実施形態に係
る多段ポンプ１の低速回転軸７を低速駆動部４１によっ
て回転駆動すると共に、高速回転軸８を高速駆動部４２
によって回転駆動するように構成したものに相当する。

【００３８】低速回転軸７Ａに連結される低速駆動部４
１は、低速（例えば、２０００〜４０００ｒｐｍ程度）
で回転可能な各種原動機（電動モータ、タービン等）、
又は、各種原動機と、この原動機の動力を減速させる減
速機とからなる。また、高速回転軸８に連結される高速
駆動部４２は、高速（例えば、８０００〜１００００ｒ
ｐｍ程度）で回転可能な各種原動機（電動モータ、ター
ビン等）、又は、各種原動機と、この原動機の動力を増
速させる増速機とからなる。

【００３９】この多段ポンプ４０では、低速回転軸７Ａ
は、中実軸として形成されており、図１０に示すよう
に、高速回転軸８と同軸に対向するように配置されてい
る。この結果、多段ポンプ１において静止部６に設けら
れていた低速メカニカルシール１６及び高速メカニカル
シール１７は不要となる。一方、高速回転軸８に対して
は、水循環式のスラスト軸受１４から流体が漏洩するの
を防止するためにラビリンスシール４４を設ける必要が
ある。

【００４０】また、この多段ポンプ４０においても、低
速回転軸７Ａは、上段側羽根車としての初段羽根車５１
の両側で水潤滑式の軸受９，１０によって支持され、高
速回転軸８は、下段側羽根車としての第２段羽根車５２
及び第３段羽根車５３の両側で水潤滑式の軸受１１，１
２によって支持されている。このように、水潤滑式の軸
受９〜１４によって低速回転軸７と高速回転軸８とを支
持することにより、多段ポンプ１のコンパクト化を図る
ことが可能となる。

【００４１】また、水潤滑式の軸受９〜１４、及び、メ
カニカルシール１５〜１７及びラビリンスシール４４を
用いれば、油潤滑式軸受を採用した場合に必要とされる
油圧ユニット等が不要となると共に、多段ポンプ４０で
取り扱う流体にシールオイル等が混入してしまうことを
完全に防止可能となる。従って、この多段ポンプ４０
も、取り扱い対象となる流体が水である場合に特に好適
である。

【００４２】このように構成された多段ポンプ４０で
は、上流側羽根車としての初段羽根車５１が、低速駆動
部４１によって低速で回転駆動される低速回転軸７に取
り付けられており、下流側羽根車としての第２段羽根車
５２及び第３段羽根車５３は、高速駆動部４２によって
高速で回転駆動される高速回転軸８に取り付けられてい
る。これにより、初段羽根車５１を低速で回転させると
同時に、第２段羽根車５２及び第３段羽根車５３を高速
で回転させることが可能となる。

【００４３】従って、この多段ポンプ４０によっても、
初段羽根車５１を始めとする上流側羽根車でキャビテー
ションの発生を防止しつつ、下流側羽根車としての第２
段羽根車５２及び第３段羽根車５３を高速で回転させる
ことによって要求される揚程を十分に確保することがで
きる。この結果、要求されるポンプ性能を維持しつつ、
羽根車の更なる小径化、高回転化、段数低減化を図り、
多段ポンプを小型化、低コスト化することが可能とな
る。

【００４４】図１１は、本発明の第２実施形態に係る多
段ポンプの第２の態様を模式的に示す部分断面図であ
る。同図に示す多段ポンプ４０Ａでは、低速駆動部４１
側で、低速回転軸７の端部（図中左側の端部）が、水潤
滑式のラジアル軸受９Ａと、油潤滑式のスラストボール
ベアリング３１とによって支持されている。スラストボ
ールベアリング３１の両側には、オイルリークを防止す
るためのラビリンスシール３２が配置されている。ま
た、ラジアル軸受９Ａとスラストボールベアリング３１
（図中右側に位置するラビリンスシール３２）との間に
は、メカニカルシール３３が配置されている。

【００４５】また、この多段ポンプ４０Ａでは、高速駆
動部４２側で、高速回転軸８の端部（図中右側の端部）
が、油潤滑式軸受３４と、油潤滑式のスラスト軸受３５
とによって支持されている。油潤滑式軸受３４の第３段
羽根車５３側には、ラビリンスシール３６が配置されて
おり、このラビリンスシール３６の第３段羽根車５３側
には、メカニカルシール３７が配置されている。このよ
うな構成を採用すれば、水潤滑式軸受と比較して一般的
な油潤滑式軸受３１，３４，３５を用いることが可能と
なるので、多段ポンプ４０Ａは、簡易かつ低コストで構
成可能である。

【００４６】図１２は、本発明の第２実施形態に係る多
段ポンプの第３の態様を模式的に示す部分断面図であ
る。同図に示す多段ポンプ４０Ｂは、図１１に示した多
段ポンプ４０Ａから、水潤滑式のラジアル軸受９Ａを省
略し、スラストボールベアリング３１をラジアルスラス
トボールベアリング３１Ａに置き換えたものである。こ
の場合、ラビリンスシール３２の間に、更に、油潤滑式
軸受３８を配置してもよい。このような構成を採用して
も、水潤滑式軸受と比較して一般的な油潤滑式軸受３１
Ａ，３４，３５等を用いることが可能となるので、多段
ポンプ４０Ｂは、簡易かつ低コストで構成可能である。

【００４７】

【発明の効果】本発明によるは、以上説明したように構
成されているため、次のような効果を得る。すなわち、
多段ポンプに含まれる複数の羽根車のうち、少なくとも
初段羽根車を含む上流側羽根車を低速回転軸に取り付け
ると共に、少なくとも最終段羽根車を含む下流側羽根車
を高速回転軸に取り付け、低速回転軸を低速で回転駆動
すると同時に、高速回転軸を高速で回転駆動するように
構成することにより、ポンプ性能を維持しつつ、羽根車
の更なる小径化、高回転化、段数低減化を図ることが可
能であり、小型化、低コスト化が容易な多段ポンプの実
現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る多段ポンプの第１
の態様を模式的に示す部分断面図である。

【図２】図１の多段ポンプに含まれる低速メカニカルシ
ール及び高速メカニカルシールを示す模式図である。

【図３】図１の多段ポンプに含まれる変速ユニットを示
す模式図である。

【図４】変速ユニットの他の態様を示す模式図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係る多段ポンプの第２
の態様を模式的に示す部分断面図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係る多段ポンプの第３
の態様を模式的に示す部分断面図である。

【図７】本発明の第１実施形態に係る多段ポンプの第４
の態様を模式的に示す部分断面図である。

【図８】図７の多段ポンプに含まれる低高速メカニカル
シールを示す模式図である。

【図９】本発明の第１実施形態に係る多段ポンプの第５
の態様を模式的に示す部分断面図である。

【図１０】本発明の第２実施形態に係る多段ポンプの第
１の態様を模式的に示す部分断面図である。

【図１１】本発明の第２実施形態に係る多段ポンプの第
２の態様を模式的に示す部分断面図である。

【図１２】本発明の第２実施形態に係る多段ポンプの第
３の態様を模式的に示す部分断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ、４０，４０Ａ，４０Ｂ…
多段ポンプ、２…吸込口、３…吐出口、４…ケーシン
グ、５…羽根車、５１…初段羽根車、５２…第２段羽根
車、５３…第３段羽根車、６…静止部、７，７Ａ…低速
回転軸、８…高速回転軸、９…スラストラジアル軸受、
９Ａ…ラジアル軸受、１０，１１，１２…水潤滑式軸
受、１４，３５…スラスト軸受、１５，３３，３７…メ
カニカルシール、１６…低速メカニカルシール、１７…
高速メカニカルシール、１８…駆動源、２０…変速ユニ
ット、２０Ａ…遊星歯車装置、２１…低速伝達軸、２２
…高速伝達軸、３１…スラストボールベアリング、３１
Ａ…ラジアルスラストボールベアリング、３２，３６…
ラビリンスシール、３４，３８…油潤滑式軸受、３９…
低高速メカニカルシール、４１…低速駆動部、４２…高
速駆動部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源が発生する動力により複数の羽根
   車を回転させて流体を圧送する多段ポンプであって、 前記複数の羽根車のうち、少なくとも初段羽根車を含む
   上流側羽根車が取り付けられ、かつ、中空に形成された
   低速回転軸と、 前記低速回転軸の内部を貫通する共に、前記複数の羽根
   車のうち、少なくとも最終段羽根車を含む下流側羽根車
   が取り付けられる高速回転軸と、 前記駆動源が発生する動力を変速して、前記低速回転軸
   を低速で回転させると共に、前記高速回転軸を高速で回
   転させる変速ユニットとを備えることを特徴とする多段
   ポンプ。
2. 【請求項２】 前記低速回転軸は、前記上段側羽根車の
   両側で水潤滑式軸受によって支持され、前記高速回転軸
   は、前記下段側羽根車の両側で水潤滑式軸受によって支
   持されることを特徴とする請求項１に記載の多段ポン
   プ。
3. 【請求項３】 複数の羽根車を回転させて流体を圧送す
   る多段ポンプであって、 前記複数の羽根車のうち、少なくとも初段羽根車を含む
   上流側羽根車が取り付けられる低速回転軸と、 前記複数の羽根車のうち、少なくとも最終段羽根車を含
   む下流側羽根車が取り付けられる高速回転軸と、 前記低速回転軸を低速で回転駆動するための低速駆動部
   と、 前記高速回転軸を高速で回転駆動するための高速駆動部
   とを備えることを特徴とする多段ポンプ。
4. 【請求項４】 前記低速回転軸は、前記上段側羽根車の
   両側で水潤滑式軸受によって支持され、前記高速回転軸
   は、前記下段側羽根車の両側で水潤滑式軸受によって支
   持されることを特徴とする請求項３に記載の多段ポン
   プ。