特許 7526058 流体機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-23

(45)【発行日】2024-07-31

(54)【発明の名称】流体機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/16 20060101AFI20240724BHJP

   F04D 29/08 20060101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

F04D29/16

F04D29/08 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020153982

(22)【出願日】2020-09-14

(65)【公開番号】P2022047930

(43)【公開日】2022-03-25

【審査請求日】2023-03-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000152170

【氏名又は名称】株式会社酉島製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】兼森 祐治

【審査官】大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０２９７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０９８１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－０４４３９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－０６５８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７６８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０８８５６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０２５８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１２８０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０６５９８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－００８０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４８３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／１６

Ｆ０４Ｄ ２９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吸い込んで吐出するための液体流路と、前記液体流路に連通する開口部とを有するケーシングと、
前記ケーシングの前記開口部を塞ぐカバーと、
前記カバーを貫通して前記ケーシングの前記液体流路内に配置された取付部を有する回転可能な回転軸と、
前記回転軸の前記取付部に取り付けられ、前記ケーシングと対向する環状の第１シュラウドと、前記カバーと対向する第２シュラウドとを有する羽根車と、
前記第１シュラウドに向けて突出するように、前記ケーシングのうち前記第１シュラウドに対向する部分に前記羽根車の径方向に間隔をあけて設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状で複数のケーシング側絞り凸部と、
前記第２シュラウドに向けて突出するように、前記カバーに前記羽根車の径方向に間隔をあけて設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状で複数のカバー側絞り凸部と、
前記第１シュラウドの外周部を覆うように前記ケーシングに突設され、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第１カバー部と、
前記第２シュラウドの外周部を覆うように前記カバーに突設され、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第２カバー部と
を備え、
前記複数のカバー側絞り凸部は、前記複数のケーシング側絞り凸部に対して前記羽根車の径方向の異なる位置に配置され、
前記複数のケーシング側絞り凸部のうちの一部と前記第１カバー部は、前記ケーシングに取り付けられた円環状の第１リング部材に一体に設けられ、
前記複数のカバー側絞り凸部と前記第２カバー部は、前記カバーに取り付けられた円環状の第２リング部材に一体に設けられている、流体機械。

【請求項2】

前記第１リング部材と前記第２リング部材は、耐焼付き性に優れた樹脂系材料からなる、請求項１に記載の流体機械。

【請求項3】

前記羽根車の径方向に隣接した前記ケーシング側絞り凸部、前記ケーシング、及び前記第１シュラウドによって画定された複数の第１溝部と、
前記羽根車の径方向に隣接した前記カバー側絞り凸部、前記カバー、及び前記第２シュラウドによって画定された複数の第２溝部と
を備え、
前記複数の第１溝部の断面形状及び前記複数の第２溝部の断面形状はそれぞれ異なっている、請求項１又は２に記載の流体機械。

【請求項4】

前記ケーシング側絞り凸部は、第１絞り凸部と、前記羽根車の径方向において前記第１絞り凸部の内側に間隔をあけて設けられた第２絞り凸部と、前記羽根車の径方向において前記第２絞り凸部の内側に間隔をあけて設けられた第３絞り凸部とを含み、
前記第１絞り凸部、前記第２絞り凸部及び前記第３絞り凸部それぞれの先端と前記第１シュラウドとの間の隙間は、以下を満たす、請求項１から３のいずれか１項に記載の流体機械。
δ３≧２１／２δ１
δ１≒δ２
δ１：第１絞り凸部の先端と第１シュラウドとの間の隙間
δ２：第２絞り凸部の先端と第１シュラウドとの間の隙間
δ３：第３絞り凸部の先端と第１シュラウドとの間の隙間

【請求項5】

前記ケーシング側絞り凸部は、第１絞り凸部と、前記羽根車の径方向において前記第１絞り凸部の内側に間隔をあけて設けられた第２絞り凸部と、前記羽根車の径方向において前記第２絞り凸部の内側に間隔をあけて設けられた第３絞り凸部とを含み、
前記カバー側絞り凸部は、前記羽根車の径方向において前記第１絞り凸部と前記第２絞り凸部の間に設けられた第４絞り凸部と、前記羽根車の径方向において前記第２絞り凸部と前記第３絞り凸部の間に位置する第５絞り凸部とを含み、
前記第１絞り凸部、前記第２絞り凸部及び前記第３絞り凸部それぞれの先端と前記第１シュラウドとの間の隙間、及び前記第４絞り凸部及び前記第５絞り凸部それぞれの先端と前記第２シュラウドとの間の隙間は、以下を満たす、請求項１から３のいずれか１項に記載の流体機械。
δ３≧２１／２δ１
δ１≒δ２≧δ４
δ３≧δ４≧δ５
δ１：第１絞り凸部の先端と第１シュラウドとの間の隙間
δ２：第２絞り凸部の先端と第１シュラウドとの間の隙間
δ３：第３絞り凸部の先端と第１シュラウドとの間の隙間
δ４：第４絞り凸部の先端と第２シュラウドとの間の隙間
δ５：第５絞り凸部の先端と第２シュラウドとの間の隙間

【請求項6】

前記ケーシングに向けて突出するように前記第１シュラウドに設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第１羽根車側絞り凸部と、
前記カバーに向けて突出するように前記第２シュラウドに設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第２羽根車側絞り凸部と
を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体機械。

【請求項7】

前記ケーシングに向けて突出するように前記第１シュラウドに設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第１羽根車側絞り凸部と、
前記カバーに向けて突出するように前記第２シュラウドに設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第２羽根車側絞り凸部と
を備え、
第１羽根車側絞り凸部は、前記羽根車の径方向において前記第１絞り凸部に隣接して設けられた第１凸部と、前記羽根車の径方向において前記第２絞り凸部に隣接して設けられた第２凸部とを含み、
前記第１シュラウドには更に、前記第３絞り凸部を備えるウェアリングに前記羽根車の径方向に隣接して設けられた第３凸部が設けられており、
第２羽根車側絞り凸部は、前記羽根車の径方向において前記第４絞り凸部に隣接して設けられた第４凸部と、前記羽根車の径方向において前記第５絞り凸部に隣接して設けられた第５凸部とを含み、
前記第１絞り凸部と第１凸部との間の隙間、前記第２絞り凸部と第２凸部との間の隙間、前記ウェアリングと第３凸部との間の隙間、前記第４絞り凸部と第４凸部との間の隙間、及び前記第５絞り凸部と第５凸部との間の隙間は、以下を満たす、請求項５に記載の流体機械。
Ｃ１≒Ｃ２≒Ｃ３
Ｃ１≧Ｃ４≧Ｃ５
Ｃ１：第１絞り凸部と第１凸部との間の隙間
Ｃ２：第２絞り凸部と第２凸部との間の隙間
Ｃ３：ウェアリングと第３凸部との間の隙間
Ｃ４：第４絞り凸部と第４凸部との間の隙間
Ｃ５：第５絞り凸部と第５凸部との間の隙間

【請求項8】

前記羽根車の径方向における前記ケーシング側絞り凸部の幅は、前記ケーシング側絞り凸部の先端と第１シュラウドとの間の隙間の寸法に対して１倍以上５倍以下であり、
前記羽根車の径方向における前記カバー側絞り凸部の幅は、前記カバー側絞り凸部の先端と第２シュラウドとの間の隙間の寸法に対して１倍以上５倍以下である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の流体機械。

【請求項9】

前記第１シュラウド又は前記第２シュラウドには、前記羽根車の径方向において、前記複数のケーシング側絞り凸部及び前記複数のカバー側絞り凸部のうち最も内側に位置する１つよりも内側に、前記羽根車の外部と内部を連通させるバランスホールが設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の流体機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体機械に関する。

【背景技術】

【0002】

排水に用いられるポンプ、発電に用いられる発電機、及び排水と発電の両方に用いられるポンプ水車を含む流体機械は、液体を流動させるポンプケーシングを備える。ポンプケーシング内には、放射状に延びる複数の羽根板と、回転軸の軸方向における羽根板の両端に配置された一対のシュラウドとを備えるクローズド型の羽根車が配置されている。

【0003】

クローズド型の羽根車は、ポンプの場合、径方向内側から液体を吸い込み、径方向外側から液体を吐出し、水車の場合、径方向外側から液体を吸い込み、径方向内側から液体を吐出する。この際、吐出側の圧力は吸込側の圧力よりも高くなるため、圧力差によって吐出した液体の一部が、羽根車とポンプケーシングとの間の隙間を通って羽根車の吸込側へ逆流する。

【0004】

特許文献１には、流体機械の１つである片吸込ポンプが開示されている。この片吸込ポンプのポンプケーシングは、液体を吐出する流路が形成されたケーシング本体と、吸込口と対向するケーシング本体の開口部を塞ぐカバーとを備える。カバーのうち羽根車のシュラウドと対向する部分には、前述した液体の逆流を抑制するために、シュラウドに向けて突出する環状の絞り凸部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－２９７９７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の片吸込ポンプでは、半径流ラビリンスを構成する絞り凸部によって、カバーと羽根車との間の隙間を通した液体の逆流を抑制できる。しかし、ケーシング本体と羽根車との間の隙間を通る液体の逆流については何も考慮されていないため、特許文献１の流体機械には、液体の逆流に伴う漏れ損失の低減について、改良の余地がある。

【0007】

本発明は、ケーシングと羽根車との間の隙間を通した液体の逆流を抑制し、漏れ損失を低減できる流体機械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】

本発明の一態様は、液体を吸い込んで吐出するための液体流路と、前記液体流路に連通する開口部とを有するケーシングと、前記ケーシングの前記開口部を塞ぐカバーと、前記カバーを貫通して前記ケーシングの前記液体流路内に配置された取付部を有する回転可能な回転軸と、前記回転軸の前記取付部に取り付けられ、前記ケーシングと対向する環状の第１シュラウドと、前記カバーと対向する第２シュラウドとを有する羽根車と、前記第１シュラウドに向けて突出するように、前記ケーシングのうち前記第１シュラウドに対向する部分に前記羽根車の径方向に間隔をあけて設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状で複数のケーシング側絞り凸部と、前記第２シュラウドに向けて突出するように、前記カバーに前記羽根車の径方向に間隔をあけて設けられ、前記回転軸の軸線を中心とする環状で複数のカバー側絞り凸部と、前記第１シュラウドの外周部を覆うように前記ケーシングに突設され、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第１カバー部と、前記第２シュラウドの外周部を覆うように前記カバーに突設され、前記回転軸の軸線を中心とする環状の第２カバー部とを備え、前記複数のカバー側絞り凸部は、前記複数のケーシング側絞り凸部に対して前記羽根車の径方向の異なる位置に配置され、前記複数のケーシング側絞り凸部のうちの一部と前記第１カバー部は、前記ケーシングに取り付けられた円環状の第１リング部材に一体に設けられ、前記複数のカバー側絞り凸部と前記第２カバー部は、前記カバーに取り付けられた円環状の第２リング部材に一体に設けられている、流体機械を提供する。

【0009】

本態様では、第１シュラウドに向けて突出する環状のケーシング側絞り凸部がケーシングに設けられている。そのため、半径流ラビリンスを構成するケーシング側絞り凸部によって、ケーシングと羽根車との間の隙間を通した液体の逆流を抑制できる。よって、従来と比較して液体の逆流に伴う漏れ損失を低減できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の流体機械では、ケーシングと羽根車との間の隙間を通した液体の逆流を抑制し、漏れ損失を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係る流体機械である片吸込ポンプを示す断面図。

【図2】片吸込ポンプの羽根車を回転軸の軸方向から見た断面図。

【図3A】図１のIII部分の拡大断面図。

【図3B】図３Ａの左側部分の拡大断面図。

【図3C】図３Ａの右部分の拡大断面図。

【図4】片吸込ポンプの軸スラストを説明するための図。

【図5】第２実施形態に係る流体機械である片吸込ポンプにおける図３Ａと同じ位置の拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

【0013】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る流体機械の一例である片吸込ポンプ１０を示す。片吸込ポンプ１０は、ポンプケーシング１２、回転軸２２、及び羽根車２５を備え、ポンプケーシング１２の吸込口１４ａから吸い込んだ液体を吐出口１４ｄから吐出する。

【0014】

本実施形態では、回転軸２２の軸線Ａが延びる方向において、ポンプケーシング１２の羽根車２５と対向する部分に複数の絞り凸部３７，４１，４５，４８が設けられている。これらによって、羽根車２５から吐出した液体の一部が、ポンプケーシング１２と羽根車２５との間の隙間（間隙部３２Ａ，３２Ｂ）を通って逆流することを抑制する。なお、以下の説明では、回転軸２２の軸線Ａが延びる方向のことを、回転軸２２の軸方向Ａということがある。

【0015】

図１に示すように、ポンプケーシング１２は、ケーシング本体（ケーシング）１３、ケーシング本体１３に取り付けられたカバー１６、及びカバー１６に取り付けられたベアリングケース１８を備える。

【0016】

ケーシング本体１３には、液体を吸い込んで吐出するための液体流路１４が形成されている。図１において左端に位置する開口は、液体流路１４の入口を構成する円形状の吸込口１４ａである。図１において吸込口１４ａの右側には、羽根車２５を配置する空間である配置空間部１４ｂが形成されている。回転軸２２の軸線Ａを中心とする配置空間部１４ｂの外周部分には、ボリュート通路１４ｃが形成されている。図１において上端に位置する開口は、液体流路１４の出口を構成する円形状の吐出口１４ｄである。図１において配置空間部１４ｂの右側部分は、配置空間部１４ｂに羽根車２５を配置するための開口部１５である。開口部１５は、吸込口１４ａと対向するようにケーシング本体１３の後側の壁部１３ｂに形成され、配置空間部１４ｂに空間的に連通している。

【0017】

カバー１６は、ケーシング本体１３の開口部１５に取り付けられている。カバー１６は、開口部１５を液密に塞いでおり、配置空間部１４ｂの一部を画定する。カバー１６には、回転軸２２を貫通させるためのシャフト孔１６ａが設けられている。シャフト孔１６ａを画定する孔壁１６ｂ内には、回転軸２２との間の液密性を保持するためのメカニカルシール１７が配置されている。

【0018】

ベアリングケース１８は、図１においてカバー１６の右側、つまりカバー１６のケーシング本体１３とは反対側に配置されている。ベアリングケース１８の内部には、一対のベアリング１９が取り付けられている。

【0019】

回転軸２２は、ポンプケーシング１２に回転可能に取り付けられている。回転軸２２は、カバー１６を貫通してケーシング本体１３内に配置された取付部２２ａと、ベアリングケース１８内に配置された支持部２２ｂと、ベアリングケース１８から外部に突出した接続部２２ｃとを備える。取付部２２ａには羽根車２５が取り付けられている。支持部２２ｂはベアリング１９に回転可能に支持されている。接続部２２ｃには、図示しない駆動装置（例えば電動モータ）が接続される。

【0020】

羽根車２５は、ケーシング本体１３の配置空間部１４ｂに配置されている。羽根車２５は、回転軸２２の取付部２２ａに取り付けられ、駆動装置によって回転軸２２と一体に回転する。羽根車２５は、回転軸２２の軸線Ａが延びる方向から見て円形状であり、複数の羽根板２６、概ね円環状の前シュラウド（第１シュラウド）２７、及び概ね円板状の後シュラウド（第２シュラウド）２８を備えるクローズド型である。

【0021】

図２を参照すると、複数の羽根板２６は、回転軸２２を中心として放射状に突出している。個々の羽根板２６は、回転軸２２が位置する径方向ｒの内側から径方向ｒの外側に向けて、時計回り（羽根車２５の回転方向Ｒとは逆向き）に湾曲した円弧状である。

【0022】

図１を併せて図３Ａを参照すると、前シュラウド２７は、回転軸２２の軸方向Ａにおいて、羽根板２６のケーシング本体１３側（図１において左側）に一体に設けられている。前シュラウド２７は、ケーシング本体１３のうち配置空間部１４ｂの一部を画定する前側（図１において左側）の壁部１３ａと対向している。前シュラウド２７には、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円形状の開口である吸込口２７ａが設けられている。前シュラウド２７は、外周部（径方向ｒの外端）２７ｂから吸込口２７ａを画定する内周部（径方向ｒの内端）２７ｃに向けて、吸込口１４ａ側へ次第に湾曲した漏斗形状を呈している。

【0023】

後シュラウド２８は、回転軸２２の軸方向Ａにおいて、羽根板２６のカバー１６側（図１において右側）に一体に設けられている。後シュラウド２８は、配置空間部１４ｂの一部を画定するカバー１６と対向し、前シュラウド２７に対して回転軸２２の軸方向Ａに間隔をあけて配置されている。後シュラウド２８の中心には、回転軸２２を連結するためのハブ２８ａが設けられている。

【0024】

このように構成された羽根車２５には、周方向に隣り合う一対の羽根板２６、前シュラウド２７及び後シュラウド２８によって画定された複数の流路２９が形成されている。個々の流路２９は筒状であり、羽根車２５の径方向ｒにおいて、内端側が流入口２９ａを構成し、外端側が流出口２９ｂを構成する。

【0025】

図２に矢印Ｒで示す向き（反時計回り）に羽根車２５が回転すると、吸込口２７ａから吸い込んだ液体が、流路２９を通して径方向ｒの外側へ吐出される。これにより、流路２９の流出口２９ｂ側が流入口２９ａ側よりも高圧になる。この圧力差によって、羽根車２５から吐出した液体の一部は、羽根車２５とケーシング本体１３との間隙部（隙間）３２Ａ、及び羽根車２５とカバー１６との間隙部（隙間）３２Ｂを通り、吸込口２７ａ側へ流れようとする（図４参照）。このような逆流を抑制するために、本実施形態では、半径流ラビリンスを構成する絞り凸部３７，４１，４５，４８が設けられている。

【0026】

（ケーシング側絞り凸部の構成）
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、絞り凸部（ケーシング側絞り凸部）３７は、ケーシング本体１３の壁部１３ａに設けられている。絞り凸部３７は、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状であり、前シュラウド２７に向けて回転軸２２の軸方向Ａに沿って突出している。本実施形態では、羽根車２５の径方向ｒにおける異なる位置に、３個（複数）の絞り凸部３７が同心円状に設けられている。以下の説明では、必要に応じて直径が大きい方から順番に、第１の絞り凸部３７Ａ、第２の絞り凸部３７Ｂ、第３の絞り凸部３７Ｃと言うことがある。

【0027】

絞り凸部３７Ａ～３７Ｃはいずれも、前シュラウド２７と対向する先端面３７ａと、径方向ｒの内側に位置する内周面３７ｂと、径方向ｒの外側に位置する外周面３７ｃとを備える。そのうち、絞り凸部３７Ａ，３７Ｂは、リング部材３５に一体に設けられ、ケーシング本体１３の壁部１３ａに固着されている。残りの絞り凸部３７Ｃは、配置空間部１４ｂの吸込口１４ａ側と前シュラウド２７との間を仕切るウェアリング３６に一体に設けられ、ケーシング本体１３の壁部１３ａに固着されている。

【0028】

リング部材３５は、羽根車２５に接触しても焼付くことがない樹脂系の材料からなり、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状の板体である。リング部材３５の内周縁３５ａは、前シュラウド２７の径方向ｒの中間領域に位置する直径である。リング部材３５の外周縁３５ｂは、前シュラウド２７の外周部２７ｂよりも径方向ｒの外側に位置する直径である。

【0029】

ウェアリング３６は、例えばステンレス、鋳鉄、青銅等の摺動性が良好な材料からなり、羽根車２５との干渉による損傷を防ぐ。ウェアリング３６は、前シュラウド２７の内周部２７ｃを取り囲み、回転軸２２の軸方向Ａに延びる円筒体である。ウェアリング３６の第１端３６ａは、前シュラウド２７の内周部２７ｃの前端よりも後シュラウド２８側に配置されている。ウェアリング３６の第２端３６ｂは、前シュラウド２７の内周部２７ｃの前端よりも吸込口１４ａ側に配置されている。ウェアリング３６の内面と内周部２７ｃの外面との間には、定められた間隔の隙間Ｃ_３が確保されている。

【0030】

第１の絞り凸部（第１絞り凸部）３７Ａは、リング部材３５の外周縁３５ｂ側に設けられている。より具体的には、絞り凸部３７Ａは、前シュラウド２７の外周部２７ｂの端よりも径方向ｒの内側に配置されている。つまり、絞り凸部３７Ａの内周面３７ｂの直径Ｄ_ｒ１は、前シュラウド２７の外径Ｄｏよりも小さい。絞り凸部３７Ａの先端面３７ａと前シュラウド２７の外面との間には、定められた間隔の隙間δ_１が設けられている。この隙間δ_１が流体絞りを構成する。

【0031】

第２の絞り凸部（第２絞り凸部）３７Ｂは、リング部材３５の内周縁３５ａに設けられている。より具体的には、第２の絞り凸部３７Ｂは、第１の絞り凸部３７Ａよりも径方向ｒの内側に配置されている。つまり、第２の絞り凸部３７Ｂの内周面３７ｂの直径Ｄ_ｒ２は、第１の絞り凸部３７Ａの内周面３７ｂの直径Ｄ_ｒ１よりも小さい。絞り凸部３７Ｂの先端面３７ａと前シュラウド２７の外面との間には、定められた間隔の隙間δ_２が設けられている。この隙間δ_２が流体絞りを構成する。

【0032】

第３の絞り凸部（第３絞り凸部）３７Ｃは、径方向ｒの内側へ突出する突出部３６ｃを介してウェアリング３６の第２端３６ｂに連なっている。絞り凸部３７Ｃは、径方向ｒにおいて前シュラウド２７の内周部２７ｃと同じ位置に配置されている。より具体的には、第３の絞り凸部３７Ｃは、第２の絞り凸部３７Ｂよりも径方向ｒの内側に配置されている。つまり、第３の絞り凸部３７Ｃの内周面３７ｂの直径Ｄ_ｒ３は、第２の絞り凸部３７Ｂの内周面３７ｂの直径Ｄ_ｒ２よりも小さい。絞り凸部３７Ｃは、軸方向Ａにおいて前シュラウド２７の内周部２７ｃの端よりも吸込口１４ａ側に配置されている。絞り凸部３７Ｃの先端面３７ａと前シュラウド２７との間には、定められた間隔の隙間δ_３が設けられている。この隙間δ_３が流体絞りを構成する。

【0033】

本実施形態では、前シュラウド２７の外周部２７ｂを覆うカバー部（第１カバー部）３８が、リング部材３５の外周縁３５ｂに設けられている。カバー部３８は、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状であり、第１の絞り凸部３７Ａよりも径方向ｒの外側に配置されている。カバー部３８の内側面３８ａと前シュラウド２７の外周部２７ｂとの間には、定められた間隔の隙間Ｃ_０が確保されている。回転軸２２の軸方向Ａにおいて、カバー部３８の先端面（内端）３８ｂは、前シュラウド２７の外周部２７ｂの内面と外面との間に配置されている。これによりカバー部３８は、前シュラウド２７の外周部２７ｂにオーバーラップするが、羽根車２５の流出口２９ｂを一部も遮らない。

【0034】

（カバー側絞り凸部の構成）
図３Ａ及び図３Ｃを参照すると、絞り凸部（カバー側絞り凸部）４１は、カバー１６に設けられている。絞り凸部４１は、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状であり、後シュラウド２８に向けて回転軸２２の軸方向Ａに沿って突出している。本実施形態では、羽根車２５の径方向ｒにおける異なる位置に、２個（複数）の絞り凸部４１が同心円状に設けられている。これらの絞り凸部４１はいずれも、径方向ｒにおいて絞り凸部３７のいずれとも異なる位置に形成されている。以下の説明では、必要に応じて直径が大きい方から順番に、第１の絞り凸部４１Ａ、第２の絞り凸部４１Ｂと言うことがある。

【0035】

絞り凸部４１Ａ，４１Ｂはいずれも、後シュラウド２８と対向する先端面４１ａと、径方向ｒの内側に位置する内周面４１ｂと、径方向ｒの外側に位置する外周面４１ｃとを備える。絞り凸部４１Ａ，４１Ｂは、リング部材４０に一体に設けられ、カバー１６に固着されている。但し、絞り凸部４１Ａ，４１Ｂは、カバー１６に一体成形されてもよい。

【0036】

リング部材４０は、羽根車２５に接触しても焼付くことがない樹脂系の材料からなり、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状の板体である。リング部材４０の内周縁４０ａは、リング部材３５の内周縁３５ａよりも径方向ｒの内側に位置する直径である。リング部材４０の外周縁４０ｂは、後シュラウド２８の外周部２８ｂよりも径方向ｒの外側に位置し、径方向ｒにおいてリング部材３５の外周縁３５ｂと同じ位置に位置する直径である。

【0037】

第１の絞り凸部（第４絞り凸部）４１Ａは、径方向ｒにおいてリング部材４０の中間領域に設けられている。より具体的には、絞り凸部４１Ａは、径方向ｒにおいて、後シュラウド２８の外周部２８ｂの端よりも内側で、第１の絞り凸部３７Ａと第２の絞り凸部３７Ｂの間に配置されている。絞り凸部４１Ａの内周面４１ｂの直径Ｄ_ｒ４は、第１の絞り凸部３７Ａの直径Ｄ_ｒ１よりも小さく、第２の絞り凸部３７Ｂの直径Ｄ_ｒ２よりも大きい。絞り凸部４１Ａの先端面４１ａと後シュラウド２８の外面との間には、定められた間隔の隙間δ_４が設けられている。この隙間δ_４が流体絞りを構成する。

【0038】

第２の絞り凸部（第５絞り凸部）４１Ｂは、リング部材４０の内周縁４０ａに設けられている。つまり、第２の絞り凸部４１Ｂは、第１の絞り凸部４１Ａよりも径方向ｒの内側で、第２の絞り凸部３７Ｂと第３の絞り凸部３７Ｃの間に配置されている。第２の絞り凸部４１Ｂの内周面４１ｂｂの直径Ｄ_ｒ５は、第１の絞り凸部４１Ａの直径Ｄ_ｒ４よりも小さく、第３の絞り凸部３７Ｃの直径Ｄ_ｒ３よりも大きい。絞り凸部４１Ｂの先端面４１ａと後シュラウド２８の外面との間には、定められた間隔の隙間δ_５が設けられている。この隙間δ_５が流体絞りを構成する。

【0039】

本実施形態では、後シュラウド２８の外周部２８ｂを覆うカバー部（第２カバー部）４２が、リング部材４０の外周縁４０ｂに設けられている。カバー部４２は、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状であり、第１の絞り凸部４１Ａよりも径方向ｒの外側に配置されている。カバー部４２の内側面４２ａと後シュラウド２８の外周部２８ｂとの間には、定められた間隔の隙間Ｃ_０が確保されている。回転軸２２の軸方向Ａにおいて、カバー部４２の先端面（内端）４２ｂは、後シュラウド２８の外周部２８ｂの内面と外面との間に配置されている。これによりカバー部４２は、後シュラウド２８の外周部２８ｂにオーバーラップするが、羽根車２５の流出口２９ｂを一部も遮らない。

【0040】

（第１羽根車側絞り凸部の構成）
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、絞り凸部（第１羽根車側絞り凸部）４５は、前シュラウド２７に設けられている。絞り凸部４５は、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状であり、ケーシング本体１３の壁部１３ａに向けて回転軸２２の軸方向Ａに沿って突出している。本実施形態では、羽根車２５の径方向ｒにおける異なる位置に、２個（複数）の絞り凸部４５が同心円状に設けられている。これらの絞り凸部４５はいずれも、径方向ｒにおいて絞り凸部３７のいずれとも異なる位置に形成されている。以下の説明では、必要に応じて直径が大きい方から順番に、第１の絞り凸部４５Ａ、第２の絞り凸部４５Ｂと言うことがある。

【0041】

絞り凸部４５Ａ，４５Ｂはいずれも、ケーシング本体１３の壁部１３ａと対向する先端面４５ａと、径方向ｒの内側に位置する内周面４５ｂと、径方向ｒの外側に位置する外周面４５ｃとを備える。絞り凸部４５Ａ，４５Ｂはそれぞれ、前シュラウド２７とは別体で設けられ、接合によって前シュラウド２７と一体化されている。但し、絞り凸部４５Ａ，４５Ｂは、前シュラウド２７に一体成形されてもよい。

【0042】

第１の絞り凸部（第１凸部）４５Ａは、径方向ｒにおいて第１の絞り凸部３７Ａの内側に隣接して設けられている。より具体的には、絞り凸部４５Ａは、径方向ｒにおいて、ケーシング本体１３側の絞り凸部３７Ａと、カバー１６側の絞り凸部４１Ａとの間に配置されている。絞り凸部４５Ａの外周面４５ｃの直径は、絞り凸部３７Ａの直径Ｄ_ｒ１よりも小さい。これにより、絞り凸部４５Ａの外周面４５ｃと絞り凸部３７Ａの内周面３７ｂとの間には、定められた間隔の隙間Ｃ_１が形成されている。絞り凸部４５Ａの先端面４５ａとリング部材３５との間には、流体絞りを構成する定められた間隔の隙間が確保されている。

【0043】

第２の絞り凸部（第２凸部）４５Ｂは、径方向ｒにおいて第２の絞り凸部３７Ｂの内側に隣接して設けられている。より具体的には、絞り凸部４５Ｂは、径方向ｒにおいて、ケーシング本体１３側の絞り凸部３７Ｂと、カバー１６側の絞り凸部４１Ｂとの間に配置されている。絞り凸部４５Ｂの外周面４５ｃの直径は、絞り凸部３７Ｂの直径Ｄ_ｒ２よりも小さい。これにより、絞り凸部４５Ｂの外周面４５ｃと絞り凸部３７Ｂの内周面３７ｂとの間には、定められた間隔の隙間Ｃ_２が形成されている。絞り凸部４５Ｂの先端面４５ａとケーシング本体１３の内面との間には、流体絞りを構成する定められた間隔の隙間が確保されている。

【0044】

本実施形態の前シュラウド２７では、絞り凸部３７Ｃを備えるウェアリング３６に隣接する内周部２７ｃが、第３の絞り凸部４６（第３凸部）を構成する。絞り凸部４６（内周部２７ｃ）の外周には、ウェアリング３６に対して定められた間隔の隙間Ｃ_３を確保するために、切欠部４６ａが設けられている。また、絞り凸部４６は、第３の絞り凸部３７Ｃに対して回転軸２２の軸方向Ａに間隔（隙間δ_３）をあけて位置する。

【0045】

（第２羽根車側絞り凸部の構成）
図３Ａ及び図３Ｃを参照すると、絞り凸部（第２羽根車側絞り凸部）４８は、後シュラウド２８に設けられている。絞り凸部４８は、回転軸２２の軸線Ａを中心とする円環状であり、カバー１６に向けて回転軸２２の軸方向Ａに沿って突出している。本実施形態では、羽根車２５の径方向ｒにおける異なる位置に、２個（複数）の絞り凸部４８が同心円状に設けられている。これらの絞り凸部４８はいずれも、径方向ｒにおいて絞り凸部４１のいずれとも異なる位置に形成されている。以下の説明では、必要に応じて直径が大きい方から順番に、第１の絞り凸部４８Ａ、第２の絞り凸部４８Ｂと言うことがある。

【0046】

絞り凸部４８Ａ，４８Ｂはいずれも、カバー１６と対向する先端面４８ａと、径方向ｒの内側に位置する内周面４８ｂと、径方向ｒの外側に位置する外周面４８ｃとを備える。絞り凸部４８Ａ，４８Ｂはそれぞれ、後シュラウド２８とは別体で設けられ、接合によって後シュラウド２８と一体化されている。但し、絞り凸部４８Ａ，４８Ｂは、後シュラウド２８に一体成形されてもよい。

【0047】

第１の絞り凸部（第４凸部）４８Ａは、径方向ｒにおいて第１の絞り凸部４１Ａの内側に隣接して設けられている。より具体的には、絞り凸部４８Ａは、径方向ｒにおいて、カバー１６側の絞り凸部４１Ａと、ケーシング本体１３側の絞り凸部３７Ｂとの間に配置されている。絞り凸部４８Ａの外周面４８ｃの直径は、絞り凸部４１Ａの直径Ｄ_ｒ４よりも小さい。これにより、絞り凸部４８Ａの外周面４８ｃと絞り凸部４１Ａの内周面４１ｂとの間には、定められた間隔の隙間Ｃ_４が形成されている。絞り凸部４８Ａの先端面４８ａとリング部材４０との間には、流体絞りを構成する定められた間隔の隙間が確保されている。

【0048】

第２の絞り凸部（第５凸部）４８Ｂは、径方向ｒにおいて第２の絞り凸部４１Ｂの内側に隣接して設けられている。より具体的には、絞り凸部４８Ｂは、径方向ｒにおいて、カバー１６側の絞り凸部４１Ｂと、ケーシング本体１３側の絞り凸部３７Ｃとの間に配置されている。絞り凸部４８Ｂの外周面４８ｃの直径は、絞り凸部４１Ｂの直径Ｄ_ｒ５よりも小さい。これにより、絞り凸部４８Ｂの外周面４８ｃと絞り凸部４１Ｂの内周面４１ｂとの間には、定められた間隔の隙間Ｃ_５が形成されている。絞り凸部４８Ｂの先端面４８ａとカバー１６の内面との間には、流体絞りを構成する定められた間隔の隙間が確保されている。

【0049】

（絞り凸部の全体構成）
図３Ａに示すように、間隙部３２Ａには複数の絞り凸部３７，４５が設けられ、間隙部３２Ｂには複数の絞り凸部４１，４８が設けられている。そのうち、ケーシング本体１３に形成された絞り凸部３７Ａ～３７Ｃは、直径がＤ_ｒ１～Ｄ_ｒ３の円環状である（Ｄ_ｒ１＞Ｄ_ｒ２＞Ｄ_ｒ３）。また、カバー１６に形成された絞り凸部４１Ａ，４１Ｂは、直径がＤ_ｒ４，Ｄ_ｒ５の円環状である（Ｄ_ｒ１＞Ｄ_ｒ４＞Ｄ_ｒ２＞Ｄ_ｒ５＞Ｄ_ｒ３）。最も直径Ｄ_ｒ３が小さい絞り凸部３７Ｃ以外、つまり絞り凸部３７Ａ，３７Ｂ，４１Ａ，４１Ｂの直径Ｄ_ｒ１，Ｄ_ｒ２，Ｄ_ｒ４，Ｄ_ｒ５は、羽根車２５の流入口２９ａの直径Ｄｅの１．２倍以上に設定されている。

【0050】

また、間隙部３２Ａ，３２Ｂには、複数の絞り凸部３７，４１，４５，４８とカバー部３８，４２によって、断面形状が異なる複数の溝部５０Ａ～５０Ｅが形成されている。言い換えれば、溝部５０Ａ～５０Ｅの断面形状が異なるように、絞り凸部３７Ａ～３７Ｃ，４１Ａ，４１Ｂの直径Ｄ_ｒ１～Ｄ_ｒ５が設定されている。

【0051】

具体的には、間隙部３２Ａには、３つの溝部５０Ａ～５０Ｃが形成されている。溝部５０Ａは、カバー部３８、絞り凸部３７Ａ、リング部材３５、及び前シュラウド２７によって画定されている。溝部５０Ｂは、絞り凸部４５Ａ、絞り凸部３７Ｂ、リング部材３５、及び前シュラウド２７によって画定されている。溝部５０Ｃは、絞り凸部４５Ｂ、絞り凸部３７Ｃ（ウェアリング３６）、ケーシング本体１３、及び前シュラウド２７によって画定されている。

【0052】

間隙部３２Ｂには、２つの溝部５０Ｄ，５０Ｅが形成されている。溝部５０Ｄは、カバー部４２、絞り凸部４１Ａ、リング部材４０、及び後シュラウド２８によって画定されている。溝部５０Ｅは、絞り凸部４８Ａ、絞り凸部４１Ｂ、リング部材４０、及び後シュラウド２８によって画定されている。

【0053】

溝部５０Ａ～５０Ｅの径方向ｒの寸法がいずれも異なるように、前述した直径Ｄ_ｒ１～Ｄ_ｒ５が設定されている。これにより、溝部５０Ａ～５０Ｅの断面形状が、いずれも異なるように構成されている。

【0054】

個々の溝部５０Ａ～５０Ｅ内では、間隙部３２Ａ，３２Ｂを逆流しようとする液体によって旋回流が生じる（図４参照）。この旋回流によるポンプケーシング１２の振動を抑制するために、複数の絞り凸部３７，４１と羽根車２５との間に形成される隙間δ_１～δ_５、及び複数の絞り凸部３７，４１，４５，４８によって形成される隙間Ｃ_１～Ｃ_５を以下のように設定している。

【0055】

第１の絞り凸部（第１絞り凸部）３７Ａと前シュラウド２７との隙間δ_１、第２の絞り凸部（第２絞り凸部）３７Ｂと前シュラウド２７との隙間δ_２、第３の絞り凸部（第３絞り凸部）３７Ｃと前シュラウド２７との隙間δ_３、第１の絞り凸部（第４絞り凸部）４１Ａと後シュラウド２８との隙間δ_４、及び第２の絞り凸部（第５絞り凸部）４１Ｂと後シュラウド２８との隙間δ_５の関係は、以下を満たす。

【0056】

【0057】

カバー部３８と前シュラウド２７の外周部２７ｂとの隙間Ｃ_０と、カバー部４２と後シュラウド２８の外周部２８ｂとの隙間Ｃ_０とは、同一である。これらの隙間Ｃ_０、絞り凸部（第１絞り凸部）３７Ａと絞り凸部（第１凸部）４５Ａの隙間Ｃ_１、絞り凸部（第２絞り凸部）３７Ｂと絞り凸部（第２凸部）４５Ｂの隙間Ｃ_２、ウェアリング３６と絞り凸部（第３凸部）４６の隙間Ｃ_３、絞り凸部（第４絞り凸部）４１Ａと絞り凸部（第４凸部）４８Ａの隙間Ｃ_４、及び絞り凸部（第５絞り凸部）４１Ｂと絞り凸部（第５凸部）４８Ｂの隙間Ｃ_５の関係は、以下を満たす。

【0058】

【0059】

隙間δ_１～δ_５と隙間Ｃ_１～Ｃ_５を上記数１及び数２のように設定することで、間隙部３２Ａ，３２Ｂにおいて液体が流動可能な通路面積が絞られる。よって、羽根車２５の吐出側（径方向外側）から吸込側（径方向内側）への液体の逆流を抑制できる。また、間隙部３２Ａ，３２Ｂでの旋回流を抑制し、旋回流による振動を抑制できる。

【0060】

なお、第１の絞り凸部４１Ａと後シュラウド２８との隙間δ_４は、第２の絞り凸部４１Ｂと後シュラウド２８との隙間δ_５よりも大きくすることが好ましい（δ_４＞δ_５）。このようにすれば、羽根車２５がカバー１６側に移動した際、背面圧力の発生により背面側の軸スラストＦｂが発生し、羽根車２５をケーシング本体１３側に戻すような軸スラストを生じさせることができる。

【0061】

また、径方向ｒの寸法である、絞り凸部３７，４１の先端面３７ａ，４１ａの幅Ｗは、個々の絞り凸部３７，４１と羽根車２５との隙間の寸法に対して１倍以上５倍以下に設定されている。つまり、第１の絞り凸部３７Ａの幅Ｗは隙間δ_１の１倍以上５倍以下に、第２の絞り凸部３７Ｂの幅Ｗは隙間δ_２の１倍以上５倍以下に、第３の絞り凸部３７Ｃの幅Ｗは隙間δ_３の１倍以上５倍以下に、第１の絞り凸部４１Ａの幅Ｗは隙間δ_４の１倍以上５倍以下に、第２の絞り凸部４１Ｂの幅Ｗは隙間δ_５の１倍以上５倍以下に設定されている。絞り凸部３７，４１の幅Ｗを過度に小さくすると、絞り凸部３７，４１が流体絞りとして機能しない虞がある。絞り凸部３７，４１の幅Ｗを過度に大きくすると、前述した溝部５０Ａ～５０Ｅの容積を確保できない。よって、絞り凸部３７，４１の幅Ｗは、上記定められた範囲に設定することが好ましい。

【0062】

また、後シュラウド２８には、羽根車２５の外部と内部を連通させ、外部の液体を流路２９内に吐出するためのバランスホール５２が形成されている。バランスホール５２は、後シュラウド２８において液体が流れる方向における上流側、つまり後シュラウド２８の内周（ハブ２８ａ）側に設けられている。

【0063】

より具体的には、図３Ａに示すように、バランスホール５２は、絞り凸部４８Ｂの径方向ｒの内側に設けられている。図２を参照すると、バランスホール５２は、個々の流路２９に位置するように周方向に間隔をあけて複数設けられている。個々のバランスホール５２は、羽根板２６の翼面に沿って延びる楕円形状に設けられている。バランスホール５２の長軸方向の寸法は、後シュラウド２８のうち最も薄い部分の厚みｔの０．８倍以上１．２倍以下に設定されている。但し、バランスホール５２の形状は、円形であってもよく、必要に応じて変更が可能である。

【0064】

バランスホール５２の形成位置は、軸線Ａを中心とする半径Ｒｒの位置である。この半径Ｒｒ（形成位置）は、キャビテーション泡が羽根板２６に再付着して崩壊する位置に設定されている。このような位置に、バランスホール５２を通して吐出圧力を加えることによりエロージョンを小さくできる。これにより、キャビテーションエロージョンを緩和できる。

【0065】

図４は片吸込ポンプ１０の軸スラストＦを説明する図である。図４では、左側に羽根車２５の前面（前シュラウド２７）の圧力分布を示し、右側に羽根車２５の背面（後シュラウド２８）の圧力分布を示している。

【0066】

図４を参照すると、平衡点Ｘ０から羽根車２５が右側（カバー１６側）に＋Δｘ移動すると、隙間δ_４，δ_５が狭くなる。そうすると、間隙部３２Ｂでの逆流速度が遅くなり、羽根車２５の背面の圧力が上昇する。したがって、平衡点Ｘ０のカバー１６側の軸スラストＦｂが増大し、羽根車２５を左側（ケーシング本体１３側）に戻すような軸スラストＦｂを発生させる。軸スラストＦｂは、半径隙間Ｃ_１～Ｃ_５の大きさを上記数２のように設定することにより大きくなる。

【0067】

逆に、平衡点Ｘ０から羽根車２５が左方向に－Δｘ移動すると、隙間δ_４，δ_５が広くなる。そうすると、間隙部３２Ｂでの逆流速度が速くなり、羽根車２５の背面の圧力が下降する。したがって、平衡点Ｘ０のカバー１６側の軸スラストＦｂが減少し、羽根車２５をカバー１６側に戻すような軸スラストＦｓが発生する。

【0068】

カバー１６側の軸スラストＦｂは、羽根車２５の移動Δｘに依存して変化する。したがって、ケーシング本体１３側の軸スラストＦｓとカバー１６側の軸スラストＦｂが一致する平衡位置で、羽根車２５は安定的に留まる。ポンプ組立時に羽根車２５をこの平衡位置に設置すると、軸スラストは自動的にバランスされ、安定した運転を実現できる。

【0069】

このように構成した片吸込ポンプ１０は、以下の特徴を有する。

【0070】

前シュラウド２７に向けて突出する環状の絞り凸部３７がケーシング本体１３に設けられている。そのため、半径流ラビリンスを構成する絞り凸部３７によって、ケーシング本体１３と羽根車２５との間の間隙部３２Ａを通した液体の逆流を抑制できる。よって、従来と比較して液体の逆流に伴う漏れ損失を低減でき、ポンプ効率を上昇できる。

【0071】

後シュラウド２８に向けて突出する環状の絞り凸部４１がカバー１６に更に設けられ、絞り凸部３７と絞り凸部４１とは羽根車２５の径方向ｒの異なる位置に配置されている。そのため、半径流ラビリンスを構成する絞り凸部３７と絞り凸部４１とによって、羽根車２５の両側でそれぞれ液体の逆流を抑制できる。よって、従来と比較して液体の逆流に伴う漏れ損失を確実に低減でき、ポンプ効率を上昇できる。

【0072】

前シュラウド２７の外周部２７ｂを覆うカバー部３８がケーシング本体１３に設けられ、後シュラウド２８の外周部２８ｂを覆うカバー部４２がカバー１６に設けられている。これらのカバー部３８，４２によって、間隙部３２Ａ，３２Ｂへの液体の流入を大幅に抑制できる。よって、羽根車２５の両側での液体の逆流を大幅に抑制できる。その結果、液体の逆流に伴う漏れ損失を確実に低減でき、ポンプ効率を上昇できる。

【0073】

絞り凸部３７及び絞り凸部４１はそれぞれ、羽根車２５の径方向ｒに間隔をあけて複数設けられている。そのため、羽根車２５の両側での液体の逆流を大幅に抑制できる。よって、液体の逆流に伴う漏れ損失を確実に低減でき、ポンプ効率を上昇できる。

【0074】

羽根車２５の径方向ｒに隣接した絞り凸部３７、ケーシング本体１３、及び前シュラウド２７によって複数の溝部５０Ａ～５０Ｃが画定され、羽根車２５の径方向に隣接した絞り凸部４１、カバー１６、及び後シュラウド２８によって複数の溝部５０Ｄ，５０Ｅが画定されている。個々の溝部５０Ａ～５０Ｅでは、液体が渦を巻くように流動することでキャビティ音が発生するが、複数の溝部５０Ａ～５０Ｅの断面形状はそれぞれ異なっているため、個々の溝部５０Ａ～５０Ｅで発生するキャビティ音の共鳴を防止できる。

【0075】

絞り凸部３７は３個の絞り凸部３７Ａ～３７Ｃを含み、これらと前シュラウド２７との間の隙間δ_１～δ_３は、δ_３≧２^１／２δ_１とδ_１≒δ_２を満たす。よって、ケーシング本体１３と羽根車２５の間での液体の逆流を大幅に抑制できるとともに、液体の逆流に伴う漏れ損失を確実に低減できる。

【0076】

絞り凸部４１は２個の絞り凸部４１Ａ，４１Ｂを含み、絞り凸部３７Ａ～３７Ｃと前シュラウド２７との間の隙間δ_１～δ_３、及び絞り凸部４１Ａ，４１Ｂと後シュラウド２８との間の隙間δ_４，δ_５は、δ_３≧２^１／２δ_１、δ_１≒δ_２≧δ_４、及びδ_３≧δ_４≧δ_５を満たす。そのため、羽根車２５の両側での液体の逆流を大幅に抑制できるとともに、液体の逆流に伴う漏れ損失を確実に低減できる。また、絞り凸部３７，４１間に形成される溝部５０Ａ～５０Ｅ内での液体流動が、回転軸２２の軸方向Ａに羽根車２５が移動しようとした際に抵抗として作用するため、羽根車２５の移動を抑制でき、安定した運転を実現できる。

【0077】

前シュラウド２７にはケーシング本体１３に向けて突出する環状の絞り凸部４５が設けられ、後シュラウド２８にはカバー１６に向けて突出する環状の絞り凸部４８が設けられている。そのため、径方向ｒにおいて外側に位置する溝部から内側に位置する溝部への液体流動を効果的に抑制できる。よって、ケーシング本体１３と前シュラウド２７との間の溝部５０Ａ～５０Ｃ、及びカバー１６と後シュラウド２８との間の溝部５０Ｄ，５０Ｅでの旋回流の発生を抑制できる。よって、旋回流に伴う振動の発生を抑制できる。

【0078】

絞り凸部３７Ａと絞り凸部４５Ａとの間の隙間Ｃ_１、絞り凸部３７Ｂと絞り凸部４５Ｂとの間の隙間Ｃ_２、ウェアリング３６と絞り凸部４６との間の隙間Ｃ_３、絞り凸部４１Ａと絞り凸部４８Ａとの間の隙間Ｃ_４、及び絞り凸部４１Ｂと絞り凸部４８Ｂとの間の隙間Ｃ_５は、Ｃ_１≒Ｃ_２≒Ｃ_３とＣ_１≧Ｃ_４≧Ｃ_５を満たす。そのため、個々の溝部５０Ａ～５０Ｅでの旋回流の発生を抑制できる。よって、旋回流に伴うキャビティ音の発生と振動の発生を抑制できる。

【0079】

絞り凸部３７，４１の幅Ｗは、絞り凸部３７，４１の先端とシュラウド２７，２８との間の隙間δ_１～δ_５の寸法に対して１倍以上５倍以下である。そのため、羽根車２５の両側での液体の逆流を大幅に抑制できるとともに、液体の逆流に伴う漏れ損失を確実に低減できる。

【0080】

後シュラウド２８の上流側に、羽根車２５の外部と内部を連通させるバランスホール５２が設けられている。そのため、羽根車２５の上流側と下流側の圧力差によって、バランスホール５２を通して羽根車２５の外部の液体が内部に注入される。よって、羽根車２５の上流側と下流側の圧力差を大幅に低減できるため、クローズド型の羽根車２５の性能を大きく変えることなく、キャビテーションの発生を抑制し、吸込性能（必要ＮＰＳＨ）を改善できる。

【0081】

（第２実施形態）
図５は第２実施形態の片吸込ポンプの配置空間部１４ｂを示す。この第２実施形態では、羽根車２５が備えるシュラウド２７，２８に絞り凸部を設けていない点で第１実施形態と相違している。

【0082】

ケーシング本体１３には前シュラウド２７に向けて突出する絞り凸部３７が設けられ、カバー１６には後シュラウド２８に向けて突出する絞り凸部４１が設けられている。絞り凸部３７は、リング部材３５に形成された第１の絞り凸部３７Ａ、リング部材３５に形成された第２の絞り凸部３７Ｂ、及びウェアリング３６に形成された第３の絞り凸部３７Ｃを含む。絞り凸部４１は、リング部材４０に形成された第１の絞り凸部４１Ａ、及びリング部材３５に形成された第２の絞り凸部４１Ｂを含む。そのうち、絞り凸部４１Ｂを形成する径方向ｒの位置は、バランスホール５２を形成した径方向ｒの位置と対応している。

【0083】

個々の絞り凸部３７Ａ～３７Ｃ，４１Ａ，４１Ｂの直径Ｄ_ｒ１～Ｄ_ｒ５、及び絞り凸部３７Ａ～３７Ｃ，４１Ａ，４１Ｂとシュラウド２７，２８との間の隙間δ_１～δ_５は、第１実施形態と同様である。また、リング部材３５，４１にはそれぞれ、第１実施形態と同様のカバー部３８，４２が設けられている。

【0084】

絞り凸部３７Ａ～３７Ｃ，４１Ａ，４１Ｂによって、間隙部３２Ａ，３２Ｂには溝部５０Ａ～５０Ｅが形成されている。溝部５０Ａは、カバー部３８、絞り凸部３７Ａ、リング部材３５、及び前シュラウド２７によって画定されている。溝部５０Ｂは、径方向ｒに隣接した絞り凸部３７Ａ，３７Ｂ、リング部材３５、及び前シュラウド２７によって画定されている。溝部５０Ｃは、径方向ｒに隣接した絞り凸部３７Ｂ，３７Ｃ、ケーシング本体１３の壁部１３ａ、及び前シュラウド２７によって画定されている。溝部５０Ｄは、カバー部４２、絞り凸部４１Ａ、リング部材４０、及び後シュラウド２８によって画定されている。溝部５０Ｅは、径方向ｒに隣接した絞り凸部４１Ａ，４１Ｂ、リング部材４０、及び後シュラウド２８によって画定されている。

【0085】

このように構成された第２実施形態の片吸込ポンプでは、第１実施形態と同様に、前シュラウド２７に向けて突出する環状の絞り凸部３７がケーシング本体１３に設けられ、後シュラウド２８に向けて突出する環状の絞り凸部４１がカバー１６に設けられている。また、絞り凸部３７，４１は羽根車２５の径方向ｒの異なる位置に配置されている。そのため、半径流ラビリンスを構成する絞り凸部３７，４１によって、羽根車２５の両側でそれぞれ液体の逆流を抑制できる。よって、従来と比較して液体の逆流に伴う漏れ損失を確実に低減でき、ポンプ効率を上昇できる。

【0086】

なお、本発明は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

【0087】

例えば、カバー１６側には絞り凸部を設けることなく、ケーシング本体１３側（間隙部３２Ａ）だけに絞り凸部を設けてもよい。絞り凸部３７，４１，４５，４８の数は、それぞれ１個のみであってもよく、必要に応じて変更が可能である。絞り凸部３７，４１，４５，４８を形成する径方向ｒの位置も、必要に応じて変更が可能である。

【0088】

バランスホール５２は、前シュラウド２７側に設けてもよい。バランスホール５２を形成する径方向ｒの位置と形状は、必要に応じて変更が可能である。

【0089】

前記実施形態では、排水に用いられる片吸込ポンプ１０を例に挙げて本発明の流体機械を説明したが、この流体機械は、発電に用いられる発電機、及び排水と発電の両方に用いられるポンプ水車であってもよい。前記実施形態の羽根車２５を水車のランナとして用いる場合、流路２９は、羽根車２５の径方向ｒにおいて、内端側が流出口を構成し、外端側が流入口を構成する。即ち、ポンプと水車とでは、液体の出入口が逆になる。また、この場合、バランスホール５２は、液体が流れる方向の上流側である羽根車２５の径方向ｒの外側に形成される。

【符号の説明】

【0090】

１０…片吸込ポンプ
１２…ポンプケーシング
１３…ケーシング本体（ケーシング）
１３ａ…前側の壁部
１３ｂ…後側の壁部
１４…液体流路
１４ａ…吸込口
１４ｂ…配置空間部
１４ｃ…ボリュート通路
１４ｄ…吐出口
１５…開口部
１６…カバー
１６ａ…シャフト孔
１６ｂ…孔壁
１７…メカニカルシール
１８…ベアリングケース
１９…ベアリング
２２…回転軸
２２ａ…取付部
２２ｂ…支持部
２２ｃ…接続部
２５…羽根車
２６…羽根板
２７…前シュラウド（第１シュラウド）
２７ａ…吸込口
２７ｂ…外周部
２７ｃ…内周部
２８…後シュラウド（第２シュラウド）
２８ａ…ハブ
２８ｂ…外周部
２９…流路
２９ａ…流入口
２９ｂ…流出口
３２Ａ，３２Ｂ…間隙部（隙間）
３５…リング部材
３５ａ…内周縁
３５ｂ…外周縁
３６…ウェアリング
３６ａ…第１端
３６ｂ…第２端
３６ｃ…突出部
３７…絞り凸部（ケーシング側絞り凸部）
３７Ａ…絞り凸部（第１絞り凸部）
３７Ｂ…絞り凸部（第２絞り凸部）
３７Ｃ…絞り凸部（第３絞り凸部）
３７ａ…先端面
３７ｂ…内周面
３７ｃ…外周面
３８…カバー部（第１カバー部）
３８ａ…内側面
３８ｂ…先端面
４０…リング部材
４０ａ…内周縁
４０ｂ…外周縁
４１…絞り凸部（カバー側絞り凸部）
４１Ａ…絞り凸部（第４絞り凸部）
４１Ｂ…絞り凸部（第５絞り凸部）
４１ａ…先端面
４１ｂ…内周面
４１ｃ…外周面
４２…カバー部（第２カバー部）
４２ａ…内側面
４２ｂ…先端面
４５…絞り凸部（第１羽根車側絞り凸部）
４５Ａ…絞り凸部（第１凸部）
４５Ｂ…絞り凸部（第２凸部）
４５ａ…先端面
４５ｂ…内周面
４５ｃ…外周面
４６…絞り凸部（第３凸部）
４６ａ…切欠部
４８…絞り凸部（第２羽根車側絞り凸部）
４８Ａ…絞り凸部（第４凸部）
４８Ｂ…絞り凸部（第５凸部）
４８ａ…先端面
４８ｂ…内周面
４８ｃ…外周面
５０Ａ～５０Ｅ…溝部
５２…バランスホール

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】