JPH02173393A - 軸流ポンプの軸推力軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、軸流ポンプの軸推力軽減装置に関する。

（従来の技術） ・般にキャンドモータポンプ１ま、ポンプと４ニヤンド
モータとを一体的に結合して回転軸を外部へ突出さけな
い構成であるため、ポンプのインペラどキャンドモータ
のロータとの共通回転軸に生じる軸推力を外部で支持で
きない。

そのため、半径流インペラないしは混流インペラを使用
したキ【・ンドモータポンブにおい−Ｃは、例えば第１
１）図に示すように、半径流キャンドモータポンプのイ
ンペラ１の後面シコラウド２の環状突起部３とケーシン
グ後壁４との間に狭い半径方向隙間のオリフィス５を形
成してこのオリフィス５よりも内径側の前記後面シュラ
ウド２とケーシング後壁４との間にバランス室６を設け
、このバランス室６と前記後面シュラウド２に穿設した
バランスホール７とによって構成づる軸推力軽減装置が
採用されている。

しかし、軸流インペラを使用した軸流キャンドモータポ
ンプにおいては、その構成上、前記バランス室６とバラ
ンスホール７とによる軸推力軽減装置が採用できず、軸
流インペラに生じる軸推力成分がポンプ吸込口方向へ、
すなわち軸流インペラの上流側へ強力に作用するので、
前記第１５図に示すように、ラジアルベアリングとスラ
ストベアリングとを兼ねたキャンド七−夕に内蔵する通
常のベアリング８では前記軸推力成分を支持し得なくな
る。

この問題を解決する一手段として、特公昭５９−２０８
７９号公報に記載のキャンドモータポンプが提案されて
いる。

このキャンドモータポンプは、第１６図に示づ“ように
、軸流ポンプ９とキャンドモータ−０どを液密に一体に
結合し１〔軸流キャンドモータポンプ１１において、前
記キャンドモータ−０の軸流ポンプ９とは反対側に半径
流補助ポンプ１２を液密に一体に結合し、この補助ポン
プ１２の吸込口１３ど軸流ポンプ９の吐出口１４側、す
なわち軸流インペラ１５の下流側１６とを連通ずる軸内
通路なとの通路部１７を設け、前記キャンドモータ−０
の前部ロータ室１８を前記通路部１７の軸流ポンプ９側
に開口する部分の近傍となる軸流インペラ１５の下流側
１６に連通し、この軸流インペラ１５の下流側１６のポ
ンプ揚液の一部を前記通路部１７を経て前記補助ポンプ
１２へ導入し、この補助ポンプ１２の半径流補助インペ
ラ１９にて付勢した後、キャンドモータ−０の後部ロー
タ室２０゜ステータ２１とロータ２２間のキセン間隙２
３および前部ロータ室１８を通って軸流インペラ１５の
下流側１６へど戻して、謂ゆるキャンドモータ循環経路
２４を循環させ、ベアリング２５．２６の循環とキャン
ドモ−夕１０の冷却を行わせ゛るよう構成してなるもの
である。

そして、この軸流キャンドモータポンプ１１によれば、
キャンドモータ循環経路２４を流れるポンプ揚液がキレ
ン間隙２３を通過する際の圧力時下によって後部ロータ
室２０ど前部ロータ室１８どに圧力差が生じ、この圧力
差によってロータ２２に軸流インペラ１５に生じる軸推
力成分と同方向の軸推力成分が生じるが、これと逆方向
である前記補助インペラ１つに生じる軸推力成分が相当
勝っていることから、この両軸推力成分の和は軸流イン
ペラ１５に生じる軸■力成分と逆方向に作用し、軸流キ
ャンドモータポンプ１１全体としての軸推力が軽減され
る。

ところが、前記軸流インペラ１５に生じる軸推力成分が
比較的大きな場合は、軸流キャンドモータポンプ１１全
体としての軸推力を所定値以下に軽減するために、前記
補助インペラ１９を径大にして前記補助ポンプ１２の吐
出圧力を高くすることにより、前記補助インペラ１９に
生じる軸推力成分を増大しなりればならないが、前記補
助インペラ１９をキャンドモータ１０の外径程度に径大
にすると、前記補助ポンプ１２がキャンドモータ１０よ
りもかなり径大となってキャンドモータ１０への取合い
関係上、ＩＩ造１ｉ雑どなるので・コス！〜高につき、
ざらに前記補助ポンプ１２の吐出圧力を高くするため、
この圧力上胃によるキャンドモータ循環経路２４の循環
流量の増加を前部ロータ室１８から軸流インペラ１５の
下流側１６に至る間の経路抵抗を増大することによって
抑えたとしても、＃記吐出圧力の上昇率に概ね比例して
前記補助ポンプ１２の動力が増大するので、その分、軸
流キャンドモータポンプ１１の効率が低下する。

また、本出願人は、発明協会公開技報８８１１１７１＠
に軸流型キャンドモータポンプの軸推力平衡機構を提案
している。

この軸推力平衡機構の構成は、第１７図に示すように軸
流ポンプ９とキャンドモータ１０とを液密に一体に結合
した軸流キャンドモータポンプ１１において、軸流ポン
プ９と４二センド七−夕１０間をメカニカルシール２７
にて軸封し、ポンプ揚液の母液またはポンプ揚液に微少
量混入しても支障のない清澄な液をキャンドモータ通液
として、ポンプ吐出口１４側、すなわち軸流インペラ１
５の下流側１６のポンプ揚液よりも高圧力の外部液源２
８からキャンドモータ前側室２９へ注入し、前部ベアリ
ング２５→前部〇−タ窄１８→キレン間隙２３−→後部
ロータ室２０→後部ベアリング２６と、キャンドモータ
−０内を通過させて両ベアリング２５．２６の潤滑とキ
ャンドモータ１０の冷却を行った後、キャンドモータ後
側室３０から外部へ排出するキャンドモータ通液経路３
１を形成してなるものである。

そして、この構成によれば、キャンドモータ通液がキャ
ン間隙２３を通過する際の圧力降下によって前部ロータ
窄１８と後部ロータ室２０とに圧力差が生じ、この圧力
差によってロータ２２に軸流インペラ１５に生じる軸推
力成分と逆方向の軸推力成分が生じるので、軸流ギャン
ドモータボンプ１１全体としての軸推力が軽減される。

また、軸流ポンプ９とキャンドモータ−０との間をメニ
カルシール２７にて軸封して軸流インペラ１５の下流側
１６のポンプ揚液よりも高圧力のキャンドモータ通液を
キャンドモータ前側室２９へ注入するので、ポンプ揚液
に含有されるスラリなとの異物がキャンドモータ１０内
へ侵入してベアリング２５゜２６を異常摩耗させる怖れ
はない、。

しかし、ポンプ揚液にスラリなとの異物を含有する場合
やポンプ揚液が高温である場合を除いては、外部液源２
８を要する分、設備コストおよび運転コストともに高く
つく。

加えて、前記ロータ２２に生じる軸推力成分は、前記第
１６図に示す従来例において既述したようにそれ程人ぎ
くないので、前記軸流インペラ１５に生じる軸推力成分
が小さくない場合には、軸流キャンドモータポンプ１１
全体どしての軸推力を所定値以下に軽減するために、キ
ャンドモータ通液の流最を増加することにより、キャン
間隙２３の圧力降下による両ロータ室１８．２０間の圧
力差を拡大してロータ２２に生じる軸推力成分を増大し
なければならないが、そのため外部液源２８に大容量の
ものが必要でその設備コストおよび運転コストがさらに
高くつく。

また、本出願人は、発明協会公開技報８８１１１７２号
に軸流型キャンドモータポンプの軸推力平衡機構を捉案
している。

この軸推力平行機構の構成は、第１８図に示すように、
軸流ポンプ９どキャンドモータ１０とを液密に一体に結
合した軸流キャンドモータポンプ１１において、軸流ポ
ンプ９とキャンドモータ１０間をメカニカルシール２７
にて軸封し、前記キャンドモータ１０の軸流ポンプ９と
は反対側に半径流補助ポンプ１２を液密に一体に設（プ
、この補助ポンプ１２とキャンドモータ前側室２９とを
熱交換器３２を介して接続連通し、ポンプ揚液の母液ま
たはポンプ揚液に微少量混入しても支障のない清澄な液
をキャンドモータ循環液どして前記補助ポンプ１２の半
径流補助インペラ１９にて付勢して、前記補助ポンプ１
２から後部ロータ至２０へ流入し、その一部を後部ベア
リング２６を粁で前記補助ポンプ１２へと戻し、残りを
キャン間隙２３→前部ロータ室１８→前部ベアリフグ２
５−→キヤンドモータ前側室２９→熱交撲器３２→前記
補助ポンプ１２へと循環させて両ベアリング２６゜２５
の潤滑とキヤンドモータ１０の冷却とを行なう１−ヤン
トモータ独立循環経路３３を形成してなるものである。

そして、この構成によれば、前記補助インペラ１９に生
じる軸推力成分が、前記第１６図に示寸従来例と同様に
、両ロータ室１８．２０間の圧力差によってロータ２２
に生じる軸推力成分に打勝って、前記軸流ポンプ９の軸
流インペラ１５に生じる軸推力成分と逆方向に作用づる
ので、軸流キャンドモータポンプ１１全体としての軸推
力が軽減される。

また、軸流ポンプ９どキャンドモータ１０どをメカニカ
ルシール２７にて軸封してポンプ揚液とキャンドモータ
循環液どを分断Ｊるので、スラリなとの異物を含有する
ポンプ揚液や高温のポンプ揚液の取り扱いに適している
。

しかし、熱交換器３２やメカニカルシール２７を要する
ため、前記異物を含有するポンプ揚液や高温のポンプ揚
液を取り扱う場合を除いては、前記第１６図に示す従来
例に比べてコスト高につき、またこの従来例と同様に、
軸流キャンドモータポンプ１１全体としてのｍ推力を所
定値以下に軽減するために前記補助インペラ１９を径大
にしてその軸推力成分を増大する場合に、前記補助ポン
プ１２が構造複雑となってコス］〜高につくとともにそ
の動力が増大して軸流キャンドモータポンプ１１の効率
が低下する。

（発明が解決しようとする課題） このように、軸流インペラを使用した軸流キャンドモー
タポンプにおける従来の軸推力軽減装置は、半径流補助
ポンプを用いるものにおいては、軸流インペラに生じる
軸推力成分が比較的大きい軸流ギャンドモータポンプに
おいて全体としての軸推力を所定値以下に軽減覆゛るた
めに前記補助ポンプの半径流補助インペラを径大にして
その軸推力成分を増大する場合に、前記補助ポンプが構
造複雑どなってコスト高につくとともにその動力が大幅
に増大して軸流ギャンドモータボンブの効率が低下し、
外部？１２源を用いるものにおいては、スラリなとの異
物を含有するポンプ揚液や高温のポンプ揚液を取り扱う
場合を除いては、設備コス１〜および運転コス１〜が高
くつき、土ヤントモータ独立循環経路を形成するものに
おいては、前記補助ポンプを用いる場合の問題に加えて
、前記異物を含有するポンプ揚液や高温のポンプ揚液を
取り扱う場合を除いては、熱交換器などを要づる分コス
ト高につく問題があり、軸流キャンドモータポンプ全体
どしての軸推力を所定値以下に軽減でき、構成簡単で設
備コストおよび運転コストともに廉価につく軸推力軽減
装置が望まれていた。

また、同様に、汎用モータなどにて駆動する軸流ポンプ
においても、スラストベアリングを小型化してポンプ全
体をコンパクトに構成するために、あるいはスラストベ
アリングの野命を延長して保守点検を簡便にするため、
構成簡単で設備コストおよび運転コストともに廉価につ
く軸推力軽減装置が望まれていた。

本願第１乃至第４の発明は、前記問題点を解決するため
に成されたもので、それぞれ同程度の軸推力軽減効果を
有するよう構成した従来例に比べては、構成簡単で設備
コストおよび運転コストともに師価につく軸流ポンプの
軸推力軽減装置を提供ぜんとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 請求項１記載になる第１の発明の軸流ポンプの軸推力軽
減装置の構成は、ポンプケーシング内に配設した軸流イ
ンペラのボスに軸方向に貫通する均圧孔を設け、前記軸
流インペラの上流側と下流側との少なくとも一方に前記
ボスに対向するハブを静止羽根を介し又前記ポンプケー
シングに固設し、前記ハブと前記ボスとの間に前記均圧
孔よりも外径側に位置して設けた軸封手段によって１１
ａ記ボスに隣接して前記均圧孔に連通ずる圧力バランス
室を形成してなるものである。

また、請求項２記載になる第２の発明の軸流ポンプの軸
推力軽減装置の構成は、ポンプケーシング内に配設した
軸流インペラの少なくとも上流側にこの軸流インペラの
ボスに対向するハブを静止羽根を介して前記ポンプケー
シングに固設し、この上流側ハブと前記軸流インペラと
の間に半径流補助インペラをその目玉部を前記軸流イン
ペラ側に向けて配設してこの軸流インペラとともに回転
軸に挿着し、前記半径流補助インペラの前面シュラウド
外周部と前記上流側ハブとの間に設けた軸封手段にＪ：
つて前記上流側ハブと前記半径流補助インペラとの間に
この半径流補助インペラの吐出側に連通ずる圧力室を形
成してなるものである。

また、請求項３記載の発明は、前記請求項２記載の発明
において、軸流インペラのボスに軸方向に貫通する均圧
孔を設け、前記軸流インペラの上流側と下流側との少な
くとも一方のハブと前記ボスとの間に前記均圧孔よりも
外径側に位置して設【Ｊた軸封手段によって前記ボスに
隣接して前記均圧孔に連通ずる圧力バランス室を形成し
てなるものである。

また、請求項４記載の発明は、前記請求項３記載の発明
において、軸流インペラのボスに半径流補助インペラの
前面シュラウド外周部を密接嵌合し、上流側ハブと前記
ボスとの間に設けた軸封手段を前記半径流補助インペラ
の前面シュラウド外周部と前記上流側ハブとの間の軸封
手段に兼用してなるものである。

また、請求項５記載になる第３の発明の軸流ポンプの軸
推力軽減Ｒ［の構成は、ポンプケーシング内に配設した
軸流インペラのボスに軸方向に貫通する均圧孔を設け、
前記軸流インペラの少なくとも上流側に前記ボスに対向
するハブを静止羽根を介して前記ポンプケーシングに固
設し、前記上流側ハブと前記ボスとの間に前記均圧孔よ
りも外径側に位置して設けた軸封手段によって前記ボス
に隣接して前記均圧孔に連通ずる上流側圧力バランス室
を形成し、前記軸流インペラの下流側に半径流補助イン
ペラをその目玉部を前記軸流インペラの反射側に向けて
配設してこの軸流インペラとともに回転軸に挿着し、前
記半径流補助インペラと前記ボスとの間にこのボスに隣
接して前記均圧孔および前記半径流補助インペラの吐出
側に連通ずる圧力室を形成してなるものである。

また、請求項６記載になる第４の発明の軸流ホンプの軸
推力軽減装置の構成は、ポンプケーシング内に配設した
軸流インペラのボスにこの軸流インペラの上流側に吐出
側を下流側に吸込側を有する半径流補助インペラを内設
し、前記軸流インペラの少なくとも上流側に前記ボスに
対向するハブの静止羽根を介して前記ポンプケーシング
に固設し、この上流側ハブと前記ボスとの間に前記半径
流補助インペラの吐出側よりも外径側に位置して設けた
軸封手段によって前記ボスに隣接して前記半径流補助イ
ンペラの吐出側に連通ずる圧力室を形成してなるもので
ある。

（作用） 第１の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置は、圧力バラ
ンス至を軸流インペラの上流側と下流側との一方にのみ
形成した場合は、この上流側圧力バランス室または下流
側圧力バランス寮が軸封手段によって軸流インペラの上
流側または下流側とは区画されるとともに均圧孔を介し
て軸流インペラの下流側または上流側に連通されている
ので、上流側圧力バランス室または下流側圧力バランス
室は軸流インペラの下流側または」二流側ど殆んど同圧
力となって軸流インペラのボスの両側に圧力差が殆んど
生じず、また、圧力バランス室を軸流インペラの上流側
と下流側の両方に形成した場合は、この上流側圧力バラ
ンス至および下流側圧力室がそれぞれ軸封手段にＪ：っ
て軸流インペラの上流側および下流側と区画されるとと
もに均圧孔を介して前記両圧力バランス室が連通されて
いるので、この両圧力バランス室が殆んど同圧力となっ
て軸流インペラのボスの両側に圧力差が殆んど生じず、
従って、いずれの場合も前記ボスにはその両側の圧力差
による軸推力成分が殆んど生じず、その分、軸流インペ
ラに生じる軸推力成分が減少し、軸流ポンプ全体として
の軸推力が軽減される。。

また、第２の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置は、圧
力室が上流側ハブと半径流補助インペラとの間の軸封手
段によって軸流インペラの上流側とは区画されるととも
に前記補助インペラの吐出側に連通されているので、こ
の補助インペラによって８−万全が昇圧されて前記補助
インペラの両側に大ぎな圧力差が生じ、この圧力差によ
って前記補助インペラに軸流インペラに生じる軸推力成
分とは逆方向へのかなり大きな軸推力成分が生じ、軸流
ポンプ全体としての軸推力が大ぎく軽減される。

また、この発明の実施態様は、前記補助インペラに軸流
インペラに生じる軸推力成分とは逆方向へのかなり大き
な軸推力成分が生じることに加えて、前記第１の発明と
同様に、軸流インペラのボスにその両側の圧力差による
軸推力成分が殆んど生じず、その分、軸流インペラに生
じる軸推力成分の数十パーセント減少するので、軸流ポ
ンプ全体どしての軸推力がさらに軽減される。

また、第３の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置は、Ｂ
−乃至が軸流インペラの下流側とは区画されるとともに
前記補助インペラの吐出側に連通されているので、この
補助インペラによって圧力室が昇圧されて前記補助イン
ペラの両側に圧力差が生じ、この圧力差によって前記補
助インペラに軸流インペラに生じる軸推力成分とは逆り
向へのかなり大きな軸推力成分が生じ、加えて、上流側
圧力バランス室が軸封手段によって軸流インペラの上流
側とは区画されるとともに均圧孔を介して圧力室に連通
されているので、上流側圧力バランス室は圧力室と殆ん
ど同圧力となって前記ボスにはその両側の圧力差による
軸推力成分が殆んど生じず、ぞの分、軸流インペラに生
じる軸推力成分が減少し、従って、軸流ポンプ全体とし
ての軸推力が大きく軽減される。

また、第４の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置は、圧
力室が軸封手段によって軸流インペラの」−流側とは区
画されるとともにこの軸流インペラのボスに内設した半
径流補助インペラの吐出側に連通されているので、この
補助インペラによって圧力室が昇圧されて前記ボスの両
側に圧力差が生じ、この圧力差によって前記ボスに軸流
インペラの下流側へのかなり大きな軸推力成分が生じる
とともに、従来の軸流インペラにおいてそのボスに生じ
ていた軸流インペラの上流側への軸Ｈｆ力成分が消滅す
るので、差し引き、軸流ポンプ全体としてのｌｌ１ｌ■
ｆ力が大ぎく軽減される。

（実施例） 次に、第１の発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図は、第１の発明を軸流インペラを使用した軸流キ
ャンドモータポンプに適用した実施例を示し、このキャ
ンドモータポンプ１０１は、軸流インペラ１０２を回転
ｌ　１０３に挿着してポンプケーシング１０４内に配設
してなる軸流ポンプ１０５に、前記回転軸１０３を共通
にＪるキャンド［−夕　１０６を液密に一体に結合して
構成する。

そして、ｍｌ記軸流ポンプ１０５の吸込口１０７側、す
なわち軸流インペラ１０２のＥ流側１０８にこの軸流イ
ンペラ１０２のボス　１０９に対向する」１流側ハブ１
１０を整流羽根または案内羽根としての静止羽根１１１
を介してポンプケーシング１０４に固設し、前記軸流ポ
ンプ１０５の吐出口１１２側、すなわち軸流インペラ１
０２の下流側１１３にこの軸流インペラ１０２のボス１
０９に対向する下流側ハブ１１４を整流羽根または案内
羽根としての静止羽根１１１を介してポンプケーシング
１０４に固設し、前記回転軸１０３の先端部を支承Ｊる
先端ベアリング１１ｊ）を下流側ハブ１１４に装着し、
前記軸流インペラ１０２のボス１０９に軸方向にｖ１通
ずる均圧孔１１６（複数が望ましい）を設け、下流側ハ
ブ１１４の外周端縁ど前記ボス１０９の外周端縁どを狭
い半径方向隙間を介して互に対向さゼて形成するＡリフ
イスを、下流側ハブ１１４と前記ボス１０９との間に均
圧孔１１６よりも外径側に位置した軸封手段１１７とし
て設け、この軸封手段１１７によって前記ボス１０９に
隣接して均圧孔１１６に連通づ−る下流側圧力バンンス
室１１８を形成し、づ−なわち高流路抵抗である軸封手
段１１７および高流路抵抗である先端ベアリング１１５
と回転＠１０３との摺動回転隙間１１９によって軸流イ
ンペラ　１０２の下流側１１３とは区画されるどどもに
低流路抵抗である均圧孔１１６および」−７流側ハブ１
１０ど前記ボス１０９との間の上流側空間１２０４Ｉ：
らびに上流側ハブ１１０の外周端面と前記ボス１０９の
外周端面との間の低流路抵抗である拡い隙問１２１を順
次介して軸流インペラ１０２の上流側１０８に連通ずる
下流側圧力バランス室１１８を形成する。

また、前記キャンドモータ　１０６の軸流ポンプ１０５
とは反対側に半径流補助ポンプ１２２を液密に一体に結
合し、この補助ポンプ１２２の半径流補助インペラ　１
２３をその目玉部を外側に向【ノで配置して回転軸１０
３に挿着し、前記補助ポンプ１２２の吸込側１２４と軸
流インペラ１０２の下流側１１３とを循環パイプ１２５
または鎖線にて示すように回転軸１０３に穿設した軸内
通路１２６を介して連通して、軸流インペラ１０２の下
流側１１３のポンプ揚液の一部を前記循環パイプ１２５
または軸内通路１２６を経て前記補助ポンプ１２２へ導
入し、前記補助インペラ　１２３にて付勢した後、後部
ベアリングハウジング１２７の通孔１２８および後部ベ
アリング１３０を通して後部ロータ室１２９へ流入させ
、この後部ロータ室１２９からステータ　１３１とロー
タ　１３２間のキャン間隙　１３３を通して前部ロータ
室１３４へ流入させ、前部ベアリング１３５を通して軸
流インペラ１０２の下流側１１３へと循環させ、前記両
ベアリング１３０゜１３５の潤滑とキャンドモータ　１
０６の冷却を行なうキャンドモータ循環経路１３６を形
成する。

このように構成した実施例によれば、前記第１６図に示
す従来例の軸流キャンドモータポンプ１１と同様に、キ
ャンドモータ循環経路１３６を流れるポンプ揚液に起因
する両ロータ室１２９．　１３４間の圧力差によってロ
ータ　１３２に生じる軸流インペラ１０２の軸推力成分
と同方向の軸推力成分に対して、これと逆方向である前
記補助インペラ１２３に生じる軸推力成分が相当勝って
いることから、この両軸■力成分の和は軸流インペラ１
０２に生じる軸推力成分と逆方向に作用し、その分、軸
流キャンドモータポンプ１０１全体としての軸推力が軽
減される。

そして、下流側圧力バランス室１１８が軸封手段　１１
７によって軸流インペラ　１０２の下流側１１３とは区
画されるとともに均圧孔１１６を介して軸流インペラ１
０２の上流側１０８に連通されているので、下流側圧力
バランス室１１８は軸流インペラ１０２の上流側１０８
と殆んど同圧力となって軸流インペラ１０２のボス１０
９の両側に圧力差が殆んど生じず、ザなわち、軸流イン
ペラ１０２の上流側１０８と下流側１１３との圧力差に
よって、この下流側１１３のポンプ揚液の極く一部が高
流路抵抗である軸封手段１１γおよび高流路抵抗である
先端ベアリング１１５と回転軸１０３との摺動回転隙間
１１９を極端な圧力降下を伴って通過して下流側圧力バ
ランス室１１８へ流入し、この下流側圧力バランス室１
１８から低流路抵抗である均圧孔１１６を圧力降下を殆
んど伴わずに通過して上流側空間１２０に至り、低流路
抵抗である上流側ハブ１１０と前記ボス１０９との間の
拡い隙間１２１を圧力降下を殆んど伴わずに通過して軸
流インペラ１０２の上流側１０８へと循環されるので、
下流側圧力バランス室１１８は軸流インペラ１０２の上
流側１０８と殆んど同圧力となって前記ボス１０９の両
側に圧力差が殆ど生じず、その分、軸流インペラ　１０
２の上流側１０８と下流側１１３との圧力差によって軸
流インペラ１０２に生じる軸推力成分が、前記第１６図
乃至第１８図に示す従来例に比べて数十パーセント小さ
くなる。

例えば、 Ｐｌ　：軸流インペラ１０２の上流側１０８の圧力Ｐ２
　：軸流インペラ１０２の下流側１１３の圧力Ｄ　：軸
流インペラ１０２の外径 ｄＯ：軸流インペラ１０２のボス１０９の外径ｄｉ　：
軸流インペラ１０２のボス１０９の内径とし、前記各径
の比をＤ：ｄＯ：ｄｉ　＝４：２：１に選べば（以下、
同様とする）、前記第１６図乃至第１８図に示す従来例
における軸流インペラ１５に生じる軸推力成分１口は、 π Ｆｏ　　＝−（Ｆ２　−Ｐｌ　）　　（Ｄ２　−ｄｉ　
　２　　）■ となり、これに対してこの実施例の軸流インペラ１０２
に生じる軸推力成分Ｆ１は、 π Ｆｌ　ニー　　（Ｐｚ　　−Ｐｌ　）　　（１）２　−
ｄｏ　　２　　）・・・・・・・・・　　■ となり、■と０式とから となって、約２０％低減される。

従って、前記第１６図および第１８図に示す従来例のキ
ャンドモータポンプ１１において、半径流補助インペラ
１９の軸推力成分だ（）では全体としての軸推力を所定
値以下に抑えることができないがその差が比較的小さい
場合には、この実施例に示１−ように、下流側ハブ１１
４と前記ボス１０９との間に狭い半径方向隙間のオリフ
ィスからなる軸封手段１１７を設け、おＪ：び前記ボス
１０９に均圧孔１１６を設けるだけの極めて簡単な構成
を付加することによって、前記補助インペラ１２３を径
大にしなくとも全体としての軸ｉｆｆ力を所定値以下に
軽減することができる。

なお、この実施例においては、軸流インペラ１０２の下
流側１１３のポンプ揚液が下流側圧力バランス室１１８
へ流入する際に先端ベアリング１１５と回転軸１０３と
の摺動回転隙間１１９を通過するので、これによって先
端ベアリング１１５の潤滑と冷却が促される効果が生じ
る。

ところで、この実施例においては、軸流インペラ１０２
の下流側１１３に下流側圧力バランス室１１８を形成し
たが、これとは逆に第２図に示すように、上流側ハブ１
１０と前記ボス１０９との間に均圧孔１１６よりも外径
側に位置して設けたオリフィスからなる軸封手段１３７
によって前記ボス１０９に隣接して均圧孔１１６に連通
する上流側圧力バランス室１３８を軸流インペラ１０２
の上流側１０８に形成し、この上流側圧力バランス室１
３８を前記均圧孔１１６および下流側ハブ１１４と前記
ボス１０９との間の下流側空間１３９ならびに下流側ハ
ブ１１４の外周端面と前記ボス１０９の外周端面との間
の拡い隙間１４０を順次介して軸流インペラ１０２の下
流側１１３に連通してもよい。

この場合、上流側圧力バランス室１３８は軸流インペラ
１０２の下流側１１３と殆んど同圧力となって前記ボス
１０９の両側に圧力差が殆んど生じず、そのため、軸流
インペラ１０２に生じる軸推力成分Ｆ２は、前記第１図
に示す実施例と同様に、Ｆ２　：０．８　ＦＩ＋ と低減され、さらに、前記第１図に示す実施例において
は、回転軸１０３の両端面の面積とほぼ等しいとすると
、回転軸１０３の先端面に印加される圧力Ｐ１と後端面
に印加される圧力Ｐ２との差によって、回転軸１０３に
軸流インペラ１０２に生じる軸推力成分と同じ方向に π ｆｚ　　＝−（Ｆ２　−Ｐｌ　）ｄｉ　　２の軸推力成
分が生じるが、この実施例においては、回転＠１０３の
先端面に印加される圧力がぽぼＦ２となって回転軸１０
３には軸推力成分が殆んど生じず、従って軸推力軽減効
果が、 と向上、される。

しかし、下流側空間１３９がＱＩｌｌ流インベインペラ
１０２側１１３と殆んど同圧力となることから、ポンプ
揚液が先端ベアリング１１５と回転軸１０３との摺動回
転隙間１１９を通過せず、先端ベアリング１１５のｆｌ
！ｌ滑と冷却が滞るので、この先端ベアリング１１５の
内周面にらせん溝を形成し、あるいは第３図に示すよう
に、先端ベアリング１１５を１−流側ハブ１１０に装着
するとともに、軸流インペラ１０２の下流側１１３から
均圧孔１１６を経て」１流側圧力バランス室１３８へ流
入した極く一部のポンプ揚液が前記軸封手段１３７なら
びに先端ベアリング１１５と回転軸１０３との摺動回転
隙間１１９を通って軸流インペラ１０２の上流側１０８
へと循環するように上流側ハブ１１０の中心部に通孔１
４１を設けるなど、前記摺動回転隙間１１９にポンプ揚
液を通過さぜるように構成づるのが望ましい。

また、第４図に六すように、軸流インペラ１０２のボス
１０９の両側に上流側圧力バランス室１３８ど下流側圧
力バランス室１１８を形成してもよく、この場合も、均
圧孔１１６にて連通された肉圧力バランス室１３８．　
１１８は殆んど同圧力となって前記ボス１０９の両側に
圧力差が殆んど生じず、軸流インペラ１０２に生じる軸
推力成分Ｆ３は、前記各実施例と同様に、 Ｆａ　：０．８　Ｆ。

と低減され、また回転軸１０３の先端面に印加される圧
力がＰｌとＰｌとの中間の圧力Ｐ３となるので、前記第
１図に示す実施例と前記第２図に示す実施例との中間の
軸推力軽減効果が得られる。

ところで、上流側ハブ１１０または下流側ハブ１１４を
設けない場合は、第５図に示すように均圧孔１１６を軸
流インペラ　１０２の上流側１０８に直接開口連通し、
または前記第３図に示すように均圧孔１１６を軸流イン
ペラ　１０２の下流側１１３に直接開口連通すればよく
、また前記ボス１０９の上流側ハブ１１０または下流側
ハブ１１４を設【プない側は図のように砲弾状に形成す
るのが好ましい。

また、前記下流側圧力バランス室１１８を形成した前記
第１図や第４図および第５図に示す実施例において、先
端ベアリング１１５を上流側ハブ１１０に装着したり、
先端ベアリング１１５を設けないなど、先端ベアリング
１１５を下流側ハブ１１４に装着しない場合は、下流側
ハブ１１４と回転軸１０３との軸貫連部間隙を高流路抵
抗となるように狭く長く形成することは勿論である。

次に、第２の発明の実施例について説明する。

第６図は、第２の発明を軸流インペラを使用した軸流キ
ャンドモータポンプに適用した実施例を示し、この軸流
キャンドモータポンプ１０１は、軸流インペラ　１０２
を回転軸１０３に挿着してポンプケーシング１０４内に
配設してなる軸流ポンプ１０５に、前記第１図に示す構
成と同様のキャンドモータポンプ１０６を前記回転軸１
０３を共通にして液密に一体に結合して構成する。

そして、前記軸流インペラ１０２の上流側１０８にこの
軸流インペラ１０２のボス１０９に対向づる上流側ハブ
ＮＯを静止羽根１１１を介してポンプケーシング１０４
に固設し、前記軸流インペラ１０２の下流側１１３に必
要に応じて前記ボス１０９に対向する下流側ハブ１１４
を静止羽根１月を介してポンプケ一シング１０４に固設
し、前記上流側ハブ１１０と軸流インペラ１０２との間
に半怪流補助インペラ１４２をその目玉部１４３を前記
軸流インペラ１０２側に向けて配設してこの軸流インペ
ラ　１０２とともに回転軸１０３に挿着し、前記補助イ
ンペラ１４２の前面シュラウド外周部１４４＠縁と上流
側ハブ１１０の外周端縁とを狭い半径方向隙間を介して
対向させて形成づるオリフィスを前記前面シュラウド外
周部１４４と上流側ハブ１１０との間の軸封手段１４５
として設け、この軸封手段１４５によって上流側ハブ１
１０と前記補助インペラ１０２との間にこの補助インペ
ラ１４２の吐出側１４６に連通ずる圧力室１４γを形成
し、すなわち前記補助インペラ１４２の吐出側１４６を
高流路抵抗である軸封手段１４５によって軸流インペラ
１０２の上流側１０８とは区画された圧力室１４７に連
通し、前記補助インペラ１４２の吸込側１４８をこの補
助インペラ１４２と前記ボス１０９との間の上流側空間
１４９および上流側ハブ１１０の外周端面と前記ボス１
０９の外周端面との間の低流路抵抗である拡い隙間１２
１を介して軸流インペラ１０２の上流側１０８に連通ず
る。

このように構成した実施例によれば、圧力室１４７が上
流側ハブ１１０と前記補助インペラ１４２との間の軸封
手段１４５によって軸インペラ１０２の上流側１０８と
は区画されるとともに前記補助インペラ１４２の吐出側
１４６に連通されているので、この補助インペラ１４２
によって圧力室１４７が昇圧されて前記補助インペラ１
４２の両側に圧力差が生じ、すなわち、上流側空間１４
９のポンプ揚液が前記補助インペラ１４２に吸込まれ、
この補助インペラ１４２にて付勢されて圧力室１４７へ
流入し、この圧力室１４７から軸封手段１４５を通って
前記」１流側空間１４９へと戻って循環されるが、この
循環流けは軸封手段１４５が高流路抵抗であるため微少
量であり、そのため圧力室１４７が前記補助インペラ１
４２の締切運転に近い高い圧力となってこの補助インペ
ラ１４２の両側の圧力室１４７と上流側空間１４９とに
大きな圧力差が生じ、この圧力差によって前記補助イン
ペラ１４２に軸流インペラ１０２に生じる軸■力成分と
は逆方向へのかなりの軸推力成分が生じる。

これに加えて、キャンドモータ　１０６側においては、
前記第１図に示す実施例と同様に、半径流補助ポンプ１
２２の半径流補助インペラ１２３に生じる軸推力成分と
両【−Ｊ−夕室１２９．　１３４の圧力差によってロー
タ　１３２に生じる軸推力成分との和が軸流インペラ　
１０２の軸推力成分とは逆方向に作用するので、強大な
軸推力軽減効果が得られる。

しかも、軸流ポンプ１０５側の半径流補助インペラ１４
２は、圧力室１４７を昇圧してこの補助インペラ１４２
に軸推力成分を生じさせるためにのみ設【プるもので、
半径流補助ポンプ１２２の半径流補助インペラ１２３の
ようにベアリング１３０，１３４ｉの潤滑とキャンドモ
ータ　１０６の冷却のための所定流量を得る必要がない
ので、締切運転に近い状態で運転げればよく、そのため
前記補助ポンプ１２２の半径流補助インペラ　１２３に
比べて所要動力は一桁程度少なくてづむ。

従って、前記第１６図および第１８図に示す従来例の軸
流ギャンド七−タポンプ１１にｄ３いては、軸流インペ
ラ１５に生じる軸推力成分が比較的大きいために半径流
補助ポンプ１２の半径流補助インペラ１９を径大にして
その軸推力成分を増大することによって軸流キャンドモ
ータポンプ１１全体としての軸推力を所定値以下に軽減
する場合に、前記補助ポンプ１２が構造複雑となってコ
スト高につくとともにその動力が増大して軸流キャンド
モータポンプ１１の効率が低下するのに対し、この実施
例の軸流ギャンドモータボンブ１０１においては、上流
側ハブ１１０と軸流インペラ１０２との間に半径流補助
インペラ１４２を設けるとともにこの補助インペラ１４
２の前面シュラウド外周部１４４と上流側ハブ１１０と
の間に軸封手段１４５を設置プるだけの簡単な構成を付
加することによって、殆んとの場合、軸流キャンドモー
タポンプ１０１全体としての軸推力を所定値以下に十分
軽減することができ、あるいは軸推力を平衡させること
ができる上、前記補助インペラ１４２の所要動力が極め
て僅かで軸流キャンドモータポンプ１０１の効率低下は
問題視されない程少ない。

ざらに、この実施例において、第７図に示ずように、軸
流インペラ１０２のボス１０９に軸方向に貫通する均圧
孔１１６を設置ノ、上流側ハブ１１０と前記ボス１０９
との間に均圧孔１１６よりも外径側に位置した軸封手段
１３７を設け、この軸封手段１３７によって前記ボス１
０９と半径流補助インペラ１４２との間の空間を前記ボ
ス１０９に隣接して均圧孔１１６および前記補助インペ
ラ１４２の吸込側１４８に連通づる上流側圧力バランス
室１５０を形成し、または第８図に示すように、軸流イ
ンペラ１０２のボス１０９に軸方向に貫通する均圧孔１
１６を設け、下流側ハブ１１４と前記ボス１０９との間
に均圧孔１１６よりも外径側に位置して設けた軸封手段
１１７によって前記ボス１０９に隣接して均圧孔１１６
に連通ずる下流側圧ノコバランス室１１８を形成し、あ
るいは第９図に示すように、前記均圧孔１１６によって
互に連通されて前記ボス　１０９の両側に隣接づる上流
側圧力バランス室１５０と下流側圧力バランス室１１８
とを形成すれば、前記第１図乃至第５図に示す第１の発
明の各実施例と同様に、前記ボス１０９の両側に圧力差
が殆んど生じず、その分、軸流インペラ１０２に生じる
軸推力成分が減少するので、軸推力軽減効果が一層拡大
される。

また、前記第７図または第９図に示す実施例のように上
流側圧力バランス室１５０を形成する場合は、例えば第
１０図に示すように、軸流インペラ１０２のボス１０９
に半径流補助インペラ１４２の前面シコラウド外周部１
４４を密接嵌合し、上流側ハブ１１０と前記ボス１０９
との間に設けた軸封手段１３７を前記補助インペラ１４
２の前面シュラウド外周部１４４と上流側ハブ１１０と
の間の軸封手段１４５に兼用づ′れば好適である。

なお、前記第７図に示ず実施例において下流側ハブ１１
４を設けない場合は、前記第３図に示すように軸流イン
ペラ１０２のボス１０９を砲弾状に形成するのが好まし
い。

次に、第３の発明の実施例について説明する。

第１１図は、第３の発明を前記各実施例と同様に軸流イ
ンペラを使用した軸流キャンドモータポンプに適用した
実施例を示し、軸流ポンプ１０５のポンプケーシング１
０４内に配設した軸流インペラ１０２のボス１０９に軸
方向に貫通する均圧孔１１６を設け、前記軸流インペラ
　１０２の上流側１０８おＪ：び下流側１１３にそれぞ
れこの軸流インペラ１０２のボス　１０９に対向する上
流側ハブ１１０および下流側ハブ１１４を静止羽根１１
１および１１１を介してポンプケーシング１０４に固設
し、上流側ハブ１１０ど前記ボス１０９との間に均圧孔
１１６　、Ｊ：りも外径側に位置したオリフィスを軸封
手段１３７として設け、この軸封手段１３７によって前
記ボス１０９に隣接して均圧孔１１６に連通する上流側
圧力バランス室１３８を形成し、前記下流側ハブ１１４
と軸流インペラ１０２との間に半径流補助インペラ１４
２をその目玉部１４３を軸流インペラ１０２の反対側に
向けて配設し、前記補助インペラ　１４２の前面シュラ
ウド外周部１４４と下流側ハブ１１４との間に形成した
オリフィスによる軸封手段１５１および下流側ハブ１１
４と前記ボス１０９との間に形成したオリフィスによる
軸封手段１１７によっで、前記補助インペラ１４２と前
記ボス１０９との間に、このボス１０９に隣接して均圧
孔１１６および前記補助インペラ１４２の吐出側１４６
に連通づる圧力室１５２を形成し、前記補助インペラ１
４２の吸込側１４８を下流側ハブ１１４と回転軸１０３
との拡い軸貫溝部間隙１５３を介して軸流インペラ１０
２の下流側１１３に連通し、前記軸流ポンプ１０５に図
示しないが前記第１図に示ず構成のギャンドモータ　１
０６を液密に一体に結合する。

このように構成した実施例によれば、前記補助インペラ
１４２によって圧力室１５２が昇圧されて前記補助イン
ペラ１４２の両側に圧力差が生じ、この圧力差によって
前記補助インペラ１４２に軸流インペラ１０２に生じる
軸推力成分とは逆方向へのかなりの軸推力成分が生じ、
これに加えて、均圧孔１１６にて連通された上流側圧力
バランス室１３８と圧力室１５２とが殆んど同圧力とな
って軸流インペラ１０２のボス１０９にはその両側の圧
力差による軸推力成分が殆んど生じず、その分、軸流イ
ンペラ１０２に生じる軸推力成分が低減するので、第２
の発明の前記第７図乃至第１０図に示す実施例と同程度
の強大な軸推力軽減効果が得られ、前記補助インベラ１
４２の所要動力も同様に極めて僅かですむ。

従って、この実施例によれば、下流側ハブ１１４と軸流
インペラ１０２との間に半径流補助インペラ１４２を設
け、この補助インペラ１４２の前面シュラウド外周部１
４４と下流側ハブ１１４との間に軸封手段１５１を設け
、上流側ハブ１１０と軸流インペラ１０２のボス１０９
との間および下流側ハブ１１４と前記ボス１０９との間
にそれぞれ軸封手段１３７　Ｊ５よび１１７を設け、な
らびに前記ボス１０９に均圧孔１１６を設けてなる比較
的簡単な構成を付加することにＪ：って、軸流インペラ
　１０２に生じる軸■力成分がかなり大きくても、殆ん
との場合、軸流キャンドモータポンプ１０１全体として
の軸推力を所定値以下に十分軽減することができ、ある
いは軸推力を完全に平衡させることができるト、前記補
助インペラ１４２の所要動力が極めて僅かで軸流キャン
ドモータポンプ１０１の効率低下は問題視されない程少
ない。

また、この実施例において、第１２図に示すように、軸
流インペラ１０２のボス１０９の下流側１１３の外周端
縁を延長して半径流補助インペラ　１４２の前面シュラ
ウド外周部１４４を密接嵌合することにより、前記補助
インペラ１４２と前記ボス１０９との間にこのボス１０
９に隣接して前記均圧孔１１６および前記補助インペラ
１４２の吐出側１４６に連通する圧力室１５２を形成し
てもよく、この場合、下流側ハブ１１４は省くこともで
きる。

次に、第４の発明の詳細な説明する。

第１３図は、第４の発明を前記各実施例と同様に軸流イ
ンペラを使用した軸流キャンドモータポンプに適用した
実施例を示し、軸流ポンプ１０５のポンプケーシング１
０４内に配設した軸流インペラ１０２の上流側１０８お
にび下流側１１３にそれぞれこの軸流インペラ１０２の
ボス１０９に対向する上流側ハブ１１０および下流側ハ
ブ１１４を静止羽根１１１および１１１を介してポンプ
ケーシング１０４に固設し、前記ボス１０９にこのボス
１０９を貫通して一端が上流側ハブ１１０側の側面外径
部に他端が下流側ハブ１１４側の側面内径部に開口する
複数の斜孔１５４を穿設して、この斜孔１５４によって
軸流インペラ／′ｌ３ １０２の上流側１０８に吐出側１５５を軸流インペラ１
０２の下流側１１３に吸込側１５６をぞれぞれ有する半
径流補助インペラ１５７を形成して前記ボス１０９に内
設し、上流側ハブ１１０と前記ボス１０９との間に前記
補助インペラ１５７の吐出側１５５よりも外径側に位置
して形成したオリフィスを軸封手段１３１として設け、
この軸封手段１３７によって上流側ハブ１１０と前記ボ
ス１０９との間にこのボス１０９に隣接して前記補助イ
ンペラ１５７の吐出側１５５に連通ずる圧力室１５８を
形成し、下流側ハブ１１４ど前記ボス１０９との間に前
記補助インペラ１５７の吸込側１５６よりも外径側に位
置して形成したオリフィスを軸封手段１１７として設け
、この軸封手段１１７および下流側ハブ１１４に装着し
た先端ベアリング１１５と回転軸１０３との狭い摺動回
転隙間１１９によって前記ボス１０９に隣接して前記補
助インペラ１５７の吸込側１５６に連通ずる吸込室１５
９を形成し、前記軸流ポンプ１０５に図示しないが眞記
第１図に示１構成のキャンドモータ　１０６を液密に一
体に構成する。

このように構成した実施例ににれば、圧力室１５８が上
流側ハブ１１０ど前記ボス１０９との間の軸封手段１３
７によって軸流インペラ１０２の上流側１０８とは区画
されるとともに前記ボス１０９に内設した前記補助イン
ペラ１５７の吐出側１５５に連通されているので、この
補助インペラ１５７によって前記ボス１０９の両側に圧
力差が生じ、すなわち、軸流インペラ１０２の下流側１
１３のポンプ揚液の一部が下流側ハブ１１４と前記ボス
１０９との間の軸封手段１１７および先端ベアリング１
１５と回転軸１０３との狭い摺動回転隙間１１９を通っ
て吸込室１５９に流入して前記補助インペラ１５７に吸
込まれ、この補助インペラ１５７にて伺勢されて圧力室
１５８へ流入し、この圧力室１５８から上流側ハブ１１
０と前記ボス１０９との間の軸封手段１３７を通って軸
流インペラ１０２の上流側１０８へと循環されるが、こ
の循環流量は前記軸封手段１３１が高流路抵抗であるた
め微少量であり、そのため圧力室１５８が前記補助イン
ペラ１５７の締切運転に近い圧力となってこの補助イン
ペラ１５７を内在する前記ボス１０９の両側の圧力室１
５８と吸込室１５９との間に大ぎな圧力差が生じ、この
圧力差によって前記ボス１０９に軸流インペラ１０２の
下流側１１３へのかなりの軸推力成分が生じるとともに
、前記第１６図乃至第１８図に示す従来例において軸流
インペラ１５のボスにその両側の圧力差によって生じて
いた軸流インペラ１５の上流側への軸推力成分が消滅す
るので、差し引き前記補助インペラ　１５７を内設した
軸流インペ５１０２全体としての軸推力成分が大きく減
少される。

これに加えて、キャンドモータ　１０６側において、前
記第１図に示す実施例と同様に、軸流インペラ１０２に
生じる軸推力成分とは逆方向への軸推力成分が生じるの
で、強大な軸推力軽減効果が得られる。

また、前記ボス１０９に内設した半径流補助インペラ１
５７は締切運転に近い状態で運転り−るので所要動力は
極めて僅かでＪむ。

従って、この実施例ににれば、軸流インペラ１０２のボ
ス１０９に複数の斜孔１５４を穿設して前記ボス１０９
に半径流補助インペラ　１５７を内設し、上流側ハブ１
１０と前記ボス１０９との間に軸封手段１３７を設けて
なる比較的簡単な構成を付加することによって、軸流イ
ンペラ１０２に生じる軸推力成分がかなり大きくても、
殆んとの場合、軸流キャンドモータポンプ１０１全体と
しての軸推力を所定ｆｆ１以下に十分軽減することがで
き、あるいは軸推力を完全に平衡させることができる上
、前記補助インペラ１５７を設けることによる軸流キャ
ンドモータポンプ１０１の効率低下は問題視されない程
少ない。

なお、下流側ハブ１１４と前記ボス１０９との間に軸封
手段１１７を設【プない場合、または下流側ハブ１１４
を設けない場合は、先端ベアリング１１５と回転軸１０
３との円動回転隙間１１９にポンプ揚液を通過させるた
めに、先端ベアリング１１５の内周面にらせん溝を形成
し、あるいは前記第３図または第７図に示す構成のよう
に先端ベアリング１１５を上流側ハブ１１０に装着ずれ
ばよい。

また、前記ボス１０９に内設する半径流補助インペラは
、第１４図に示すように、前面シュラウド１６０と後面
シコシウド１６１との間に複数の羽根１６２を挟持配列
した半径流補助インペラ１６３を前記前面シュラウド１
６０、後面シュラウド１６１および各羽根１６２を厚肉
にすることにより、軸流インペラ１０２のボス１０９を
兼ねるように構成することもできる。

以上、第１乃至第４の発明を、前記第１６図に示すよう
に、ポンプ揚液の一部を半径流補助ポンプ１２によって
キャンドモータ循環経路２４に循環さぜる構成の軸流キ
ャンドモータポンプ１１に適用した実施例について説明
したが、前記第１７図に示すように、ポンプ揚液の母液
なとの清澄な液を外部液源２８からキャンドモータ通液
経路３１に通液する構成の軸流ギｔ７ンドモータボンプ
１１や、前記第１８図に示１′Ｊ：うに、ポンプ揚液の
母液なとの清澄な液を半径流補助ポンプ１２によっでキ
ャンドモータ独立循環経路３３に循環させる構成の軸流
キャンドモータポンプ１１にも勿論適用でき、汎用モー
タなどにて駆動する軸流ポンプにも同様に適用すること
ができる。

　Ｂ また、上流側ハブ１１０と軸流インペラ１０２のボス１
０９との間の軸封手段１３７、下流側ハブ１１４と前記
ボス　１０９との間の軸封手段１１７ならびに半径流補
助インペラ１４２と上流側ハブ１１０または下流側ハブ
１１４との間の軸封手段１４５または１５１は、半径方
向隙間のオリフィスによるほか、すべりベアリングを使
用するキャンドモータポンプのように回転軸に軸方向遊
びがある場合を除いては、軸方向隙間のオリフィスを採
用することができ、さらにはラビリンス、あるいはこれ
らオリフィスやラビリンスの非接触軸封手段に代えて、
オイルシール、リップシールまたはメカニカルシールな
との接触式軸封手段を採用してもよい。

〔発明の効果〕

第１の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置によれば、上
流側ハブと下流側ハブとの少なくとも一方と軸流インペ
ラのボスとの間に軸封手段を設け、および前記ボスに均
圧孔を設けるだけの極めて簡単な構成を付加することに
よって、前記ボスの両側に圧力差が殆んど生じず、その
分、軸流インペラに生じる軸推力成分が数十パーセント
減少するので、軸流インペラに生じる軸推力成分が比較
的小ざい場合には、軸流ポンプの効率低下を招くことな
く全体としての軸推力を所定値以下に軽減することがで
きる。

第２の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置によれば、上
流側ハブと軸流インペラとの間に半径流補助インペラを
設けるとともにこの補助インペラの前面シュラウド外周
部と上流側ハブとの間に軸封手段を設けるだけの簡単な
構成を付加することによって、前記補助インペラの両側
に大きな圧力差が生じてこの補助インペラに軸流インペ
ラに生じる軸推力成分とは逆方向へのかなり人ぎな軸推
力成分が生じるので、軸流インペラに生じる軸推力成分
が比較的大きい場合でも、軸流ポンプに極めて僅かの効
率低下を招くだけで全体としての軸推力を所定値以下に
」−分軽減することができ、あるいは軸推力を完全に平
衡することができる。

この第２の発明の実施態様によれば、前記構成に加えて
、上流側ハブと下流側ハブとの少なくど−し一方と軸流
インペラのボスとの間に軸封手段を設け、および前記ボ
スに均圧孔を設りてなる極めて簡単な構成を付加するこ
とによって、半径流補助インペラに軸流インペラに生じ
る軸推力成分とは逆方向へのかなり大きな軸ｎｆ力成分
が生じることに加えて、前記ボスの両側に圧力差が殆／
ｖど生じず、その分、軸流インペラに生じる軸推力成分
が減少Ｊるので、軸推力軽減効果がさらに向上される。

第３の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置によれば、軸
流インペラの下流側に半径流補助インペラを設け、この
補助インペラと前記軸流インペラのボスとの間に圧力室
を形成するために、前記補助インペラの前面シュラウド
外周部と下流側ハブとの間およびこの下流側ハブと前記
ボスとの間にそれぞれ軸封手段を設（ブあるいは前記補
助インペラの前面シュラウド外周部を前記ボスの外周端
縁に密接嵌合し、上流側ハブと前記ボスとの間に軸封手
段を設【）、前記ボスに均圧孔を設置プてなる比較的筒
中な構成を付加することによって、前記補助インペラの
両側に大きな圧力差が生じてこの補助インペラに軸流イ
ンペラに生じる軸Ｈ［力成分とは逆方向へのかなり大き
な軸推力成分が生じることに加えて、前記ボスの両側に
圧力差が殆んど生じず、その分、軸流インペラに生じる
軸推力成分が数十パーセン１へ減少づるので、軸流イン
ペラに生じる軸推力成分が比較的大きな場合でも、軸流
ポンプに極めて（φかの効率低下を招くたりで全体とし
ての軸推力を所定値以下に十分軽減することができ、あ
るいは軸推力を完全に平衡覆ることができる。

第４の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置によれば、軸
流インペラのボスに半径流補助インペラを内設し、少な
くとも上流側ハブと前記ボスとの間に軸封手段を設りて
なる比較的簡単な構成を付加することによって、前記補
助インペラを内設したボスの両側に大きな圧力差が生じ
てこのボスに軸流インペラの下流側へのかなり大きな軸
推力成分が生じるとともに、従来の軸流インペラにおい
てそのボスに４１−じていた軸流インペラの上流側への
軸推力成分が消滅して、差し引き、前記ボスを含めた軸
流インペラに生じる軸推力成分が大きく減少されるので
、本発明を適用しない場合の軸流インペラに生じる軸推
力成分が比較的大ぎな場合でも、軸流ポンプに極めて僅
かの効率低下を招くだけで全体どしての軸推力を所定値
以下に十分軽減することができ、あるいは軸推力を完全
に平衡することができる。

従って、前記いずれの発明もそれぞれ同程度の軸推力軽
減効果を有するよう構成した従来例に比べては、構成簡
単で設備コストおよび運転コストどもに廉価につく軸流
ポンプの軸推力軽減装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明を軸流キャンドモータポンプに適用
した一実施例を示す縦断面図、第２図乃至第５図はそれ
ぞれ同上他の実施例を示す一部断面図、第６図は第２の
発明を軸流キャンドモータポンプに適用した一実施例を
示す縦断面図、第７図乃至第１０図はそれぞれ同上仙の
実施例を示す一部断面図、第１１図は第３の発明を軸流
キ！？ンドモータボンプに適用した実施例を示−１一部
所面図、第１２図は同丁他の実施例を示づ一部断面図、
第１３図は第４の発明を軸流キャンドモータポンプに適
用した一実施例を示す−・部所面図、第１４図は同上仙
の実施例を示す一部断面図、第１５図は半径流キャンド
モータポンプにお１〕る軸推力軽減装置を示す縦断面図
、第１６図乃至第１８図はそれぞれ従来の軸流ギャンド
モータポンブにＪ’ｉ　Ｌ：ｊる軸推力軽減装置を示づ
縦断面図である。 １０２・・軸流インペラ、１０３・・回転軸、１０４・
・ポンプケーシング、１０５・・軸流ポンプ、１０８・
・軸流インペラの上流側、１０９・・軸流インペラのボ
ス、１１０・・下流側ハブ、１１１・・静止羽根、１１
３・・軸流インペラの下流側、１１４・・下流側ハブ、
１１６・・均圧孔、１１７・・軸封手段、１１８・・小
流側圧力バランス室、１３７・・軸封手段、１３８・・
上流側圧力バランス窄、１４２・・半径流補助インペラ
、１４３・・工仔２Ａｔ補助インペラの目玉部、１４４
・・前面シュラウド外周部、５／Ｉ １４５・・軸封手段、１４６・・半径流補助インペラの
田川側、１４７・・圧力室、１５０・・上流制汗カバラ
ンス室、１５１・・軸封手段、１５２・・Ｂ−乃至、１
５５・・半径流補助インペラの吐出側、１５６・・半径
流補助インペラの吸込側、１５７・・半径流補助インペ
ラ、１５８・・圧力室、１６３・・半径流補助インペラ
。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプケーシング内に配設した軸流インペラのボ
   スに軸方向に貫通する均圧孔を設け、前記軸流インペラ
   の上流側と下流側との少なくとも一方に前記ボスに対向
   するハブを静止羽根を介して前記ポンプケーシングに固
   設し、前記ハブと前記ボスとの間に前記均圧孔よりも外
   径側に位置して設けた軸封手段によって前記ボスに隣接
   して前記均圧孔に連通する圧力バランス室を形成したこ
   とを特徴とする軸流ポンプの軸推力軽減装置。
2. （２）ポンプケーシング内に配設した軸流インペラの少
   なくとも上流側にこの軸流インペラのボスに対向するハ
   ブを静止羽根を介して前記ポンプケーシングに固設し、
   この上流側ハブと前記軸流インペラとの間に半径流補助
   インペラをその目玉部を前記軸流インペラ側に向けて配
   設してこの軸流インペラとともに回転軸に挿着し、前記
   半径流補助インペラの前面シュラウド外周部と前記上流
   側ハブとの間に設けた軸封手段によって前記上流側ハブ
   と前記半径流補助インペラとの間にこの半径流補助イン
   ペラの吐出側に連通する圧力室を形成したことを特徴と
   する軸流ポンプの軸推力軽減装置。
3. （３）軸流インペラのボスに軸方向に貫通する均圧孔を
   設け、前記軸流インペラの上流側と下流側との少なくと
   も一方のハブと前記ボスとの間に前記均圧孔よりも外径
   側に位置して設けた軸封手段によって前記ボスに隣接し
   て前記均圧孔に連通する圧力バランス室を形成したこと
   を特徴とする請求項２記載の軸流ポンプの軸推力軽減装
   置。
4. （４）軸流インペラのボスに半径流補助インペラの前面
   シュラウド外周部を密接嵌合し、上流側ハブと前記ボス
   との間に設けた軸封手段を前記半径流補助インペラの前
   面シュラウド外周部と前記上流側ハブとの間の軸封手段
   に兼用したことを特徴とする請求項３記載の軸流ポンプ
   の軸推力軽減装置。
5. （５）ポンプケーシング内に配設した軸流インペラのボ
   スに軸方向に貫通する均圧孔を設け、前記軸流インペラ
   の少なくとも上流側に前記ボスに対向するハブを静止羽
   根を介して前記ポンプケーシングに固設し、前記上流側
   ハブと前記ボスとの間に前記均圧孔よりも外径側に位置
   して設けた軸封手段によって前記ボスに隣接して前記均
   圧孔に連通する上流側圧力バランス室を形成し、前記軸
   流インペラの下流側に半径流補助インペラをその目玉部
   を前記軸流インペラの反射側に向けて配設してこの軸流
   インペラとともに回転軸に挿着し、前記半径流補助イン
   ペラと前記ボスとの間にこのボスに隣接して前記均圧孔
   および前記半径流補助インペラの吐出側に連通する圧力
   室を形成したことを特徴とする軸流ポンプの軸推力軽減
   装置。
6. （６）ポンプケーシング内に配設した軸流インペラのボ
   スにこの軸流インペラの上流側に吐出側を下流側に吸込
   側を有する半径流補助インペラを内設し、前記軸流イン
   ペラの少なくとも上流側に前記ボスに対向するハブを静
   止羽根を介して前記ポンプケーシングに固設し、この上
   流側ハブと前記ボスとの間に前記半径流補助インペラの
   吐出側よりも外径側に位置して設けた軸封手段によって
   前記ボスに隣接して前記半径流補助インペラの吐出側に
   連通する圧力室を形成したことを特徴とする軸流ポンプ
   の軸推力軽減装置。