JP2000234596A - 縦軸ポンプの液中軸受潤滑方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気液２相流を取扱う縦軸ポンプの液中軸受に
液体を充分に供給すること。 【解決手段】 吸込みバレル（２）の底部付近まで延び
るポンプ軸（１４）の延長部（１４ａ）を設け、その延
長部（１４ａ）の下端を開口して、ここから吸込みバレ
ル（２）の底部に溜る液を吸込み、半径方向通路（２
０）から液中軸受（１３）の内側に潤滑液を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸込みバレルと液中
軸受とを有する縦軸ポンプの液中軸受潤滑方法および装
置に関し、特に、例えば原油汲み上げ用ポンプなどの気
液２相流運転が行われる縦軸ポンプの液中軸受潤滑方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】縦軸ポンプにおいては、周知の羽根車を
設けたポンプ軸の上下が軸受で支持されており、下部の
軸受は液中軸受が用いられていてポンプ揚液により潤
滑、冷却するようになっている。したがって運転中は軸
受とポンプ軸との間に液膜が構成されている。しかしな
がら気液２相流運転の場合は、羽根車の回転により気液
が分離され、遠心力により液体が半径方向外方に移動す
るので、気相がポンプ軸の中心部に集まる傾向がある。
そのために、ポンプ軸の周囲に設けられている液中軸受
付近は気相となり、液体による潤滑冷却が不充分とな
り、焼付け等が生じ、軸受の寿命が短縮する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
気液２相流の運転に際して、液中軸受に充分に揚液を供
給して潤滑することができる縦軸ポンプの液中軸受潤滑
方法および装置を提供することを主目的としている。

【０００４】本発明の他の目的は、構成が簡単で好適に
液中軸受に液体を供給できる縦軸ポンプの液中軸受潤滑
方法および装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、吸込み
バレルと液中軸受とを有する縦軸ポンプの液中軸受潤滑
方法において、吸込みバレルの底部に気液２相流の液相
を集め、ポンプ軸の延長部を吸込みバレルの底部付近に
位置させて液相を延長部の通路に流し、その通路を液中
軸受と連通させて液中軸受を潤滑するようになってい
る。

【０００６】また本発明によれば、吸込みバレルと液中
軸受とを有する縦軸ポンプの液中軸受潤滑装置におい
て、ポンプ軸の下部に軸方向通路が開口している延長部
を吸込みバレルの底部付近まで延長して設け、その軸方
向通路と連通して液中軸受の内側と連通する半径方向通
路をポンプ軸に設けてある。

【０００７】さらに本発明によれば、前記軸方向通路が
ポンプ軸の上方に延び、ポンプケーシングに設けた上部
の液中軸受に連通している。

【０００８】したがって、ポンプ軸に設けた液中軸受の
内側に通じる半径方向の通路は、ポンプ軸が回転すると
遠心力効果によりポンプ作用をする。そのためこの半径
方向の通路は、ポンプ軸の中心部に設けた軸方向の通路
によりポンプ軸の下端に連通しているので、ポンプ運転
中は、ポンプ軸の下端部すなわち吸込みバレルの底部に
ある流体が前記軸方向及び半径方向の通路から強制的に
液中軸受内部に注入されることになる。

【０００９】ところで、気液２相流運転時においても、
気液の密度差により、吸込みバレルの底部には完全な液
相が常に存在する。

【００１０】したがって、ポンプ軸の下端がその液相部
に位置しているので、気液２相流運転中も、完全な液体
を潤滑材として液中軸受に供給することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１、図２は本発明の一実施
例を示し、図１は下端部に液中軸受１個を有する縦軸ポ
ンプに本発明を適用した例を示す縦断面図、図２は図１
の液中軸受近傍の拡大図である。

【００１２】図１において、基礎３には凹部３ａが形成
され、そして基礎３上には中間に開孔部７ａを有し、全
体的に円筒状に架台７が設置されており、その架台７の
上には台板８が固定されている。この台板８の上面には
やはり円筒状のモータ台１０が固定され、そのモータ台
１０の上部には後述するポンプ軸１４を回転する駆動用
モータ１２が設けられており、またモータ台１０には開
孔部１０ａが形成されている。台板８の下部にはブラケ
ット８ａを介して吸込みバレル２が固定されており、そ
の上面には吐出しケーシング１５が取付けるられてい
る。そして、吸込みバレル２には架台７の開孔部７ａに
対応した位置に吸込口２ａが設けられている。また吐出
しケーシング１５にはモータ台１０の開孔部１０ａと対
応する位置に吐出し口１５ａが設けられ、またその上部
にはバランス室１５ｂが形成されている。

【００１３】吐出しケーシング１５の下端部１５ｃは台
板８を貫通して台板８の下方に突出しており、その下端
部１５ｃの下側に円筒状の内ケーシング６が取付けられ
ている。この内ケーシング６は図示の通り吸込みバレル
２に内装されている。

【００１４】内ケーシング６の下端には吸込みバレル２
内に流入した液（気液混合液）を吸込むための吸込みガ
イド１が取付けられている。そして内ケーシング６の半
径方向内方には吸込みガイド１と吐出しケーシング１５
との間に複数段のディフューザベーン５ａを有するディ
フューザ５が設けられ、そして各ディフューザベーン５
ａの下方に位置してポンプ軸１４に取付けられた羽根車
４が設けられている。ポンプ軸１４の上部１４ａは吐出
しケーシング１５を貫通してモータ台１０の上部まで延
びており、モータ台１０に設けた外軸受１８によってポ
ンプ軸１４の上部ラジアル荷重およびスラスト荷重を支
持するようになっている。そしてポンプ軸１４の上部１
４ａは軸継手１１で駆動用モータ１２のモータ軸１９と
連結されている。

【００１５】吐出しケーシング１５の上部、すなわち外
軸受１８の下方には軸封装置１７が装着されている。そ
して吐出しケーシング１５に設けたバランス室１５ｂは
バランス管９を介して吸込みバレル２と連通しており、
そしてバランス室１５ｂの中にはポンプ軸１４と一体の
バランスドラム１６が設けられ、このバランスドラム１
６によってポンプ軸１４の流体的スラスト荷重がバラン
スしている。

【００１６】ポンプ軸１４の下部は後述する液中軸受１
３が設けられ、ポンプ軸１４の下部１４ｂのラジアル荷
重を支持している。

【００１７】図２に示すようにポンプ軸１４の下部１４
ｂは吸込みガイド１に一体的にその半径方向内方に設け
たボス部１ａまで延びており、そしてその下部１４ｂか
ら吸込みバレル２の底部の近くまで延長部１４ｃが下方
に延びている。

【００１８】この延長部１４ｃの下端面は開口してお
り、軸方向の通路２０が設けられており、その通路２０
には液中軸受１３の半径方向内側に連通する単数又は複
数の半径方向通路２１が連通している。

【００１９】したがって、作動に際し、駆動用モータ１
２を回転すると、気液混合流は架台７の開孔７ａから架
台７内に流入し、そして吸込口２ａから吸込みバレル２
内に流入する。そして矢印Ｘで示すように羽根車４の回
転により昇圧されて吐出し口１５ａから外部に吐出され
る。

【００２０】気液２相流の運転時において、吸込みバレ
ル２の底部では、気体と液体の密度差によって、重い液
体が底部に溜るので、液相部が形成される。そしてポン
プ軸１４の下部１４ｂから下方に延びる延長部１４ｃは
この底部付近に達しているので、通路２０は液相部で開
口している。そのために液中軸受１３には常時液体の潤
滑材が供給でき、長期間に渡って安定した機能を発揮す
ることができる。

【００２１】なお、本発明の実施に際して、図２に示す
ように、吸込みバレル２の底部に放射状のリブ２ｂを数
本設けるのが好ましい。このようにすれば吸込みバレル
内の流体の旋回を防止して、液相部への気体の侵入を阻
止し、安定な液相部の形成に役立てることきができる。

【００２２】図１の実施例では液中軸受が下部の１個所
の場合について説明したが、本発明は液中軸受が１個所
の場合に限定するものでなく、上部に設けた液中軸受に
も適用することができる。その例が図３に示されてい
る。図３の実施例は実質的に図１の実施例と同じである
から、図１と異なる点についてのみ説明する。

【００２３】図３は液中軸受を下部吸込みガイド部分と
上部のバランス室１５ｂ部分の２個所に設けた例を示
し、この場合、ポンプ軸１４に設けた軸方向の通路２０
を上部液中軸受２２の部分まで延長し、この軸方向通路
２０から液中軸受２２の内側に通じる半径方向の通路２
３を設ければ、上部液中軸受に対しても同様の効果が得
られることは明白である。

【００２４】また、以上の記述は、多段軸流ポンプの例
について説明したが、段数や羽根車の形状などに拘わら
ず、全てのターボ型ポンプに適用できることは言うまで
もない。

【００２５】

【発明の効果】ポンプ軸に軸方向に設けた通路が気液２
相流運転時にも液相部が形成されている吸込みバレル底
部に開口し、この軸方向通路が液中軸受の内側に通じる
半径方向の通路に連通するように構成されるため、ポン
プ運転中はポンプ軸の回転による半径方向の通路のポン
プ作用により、気液２相流運転時にも、吸込みバレル底
部の液体を液中軸受に連続的に供給できるので、液中軸
受は常時良好な潤滑・冷却条件に維持され、長期の安定
した機能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す縦軸ポンプの縦断面
図。

【図２】図１の液中軸受近傍の拡大図。

【図３】本発明の別の実施例を示す縦軸ポンプの縦断面
図。

【符号の説明】

１・・・吸込みガイド ２・・・吸込みバレル ２ａ・・・吸込口 ２ｂ・・・リブ ３・・・基礎 ４・・・羽根車 ５・・・ディフューザ ５ａ・・・ディフューザベーン ６・・・内ケーシング ７・・・架台 ８・・・台板 ９・・・バランス管 １０・・・モータ台 １１・・・軸継手 １２・・・モータ １３・・・液中軸受 １４・・・ポンプ軸 １４ａ・・・ポンプ軸延長部 １５・・・吐出しケーシング １５ａ・・・吐出し口 １５ｂ・・・バランス室 １６・・・バランスドラム １７・・・軸封装置 １８・・・外軸受 １９・・・モータ軸 ２０・・・軸方向通路 ２１・・・半径方向通路 ２２・・・上部液中軸受 ２３・・・上部半径方向通路

フロントページの続き (72)発明者 岡 本 秀 伸 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3H022 AA03 BA06 BA07 CA17 CA46 CA59 DA18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込みバレルと液中軸受とを有する縦軸
   ポンプの液中軸受潤滑方法において、吸込みバレルの底
   部に気液２相流の液相を集め、ポンプ軸の延長部を吸込
   みバレルの底部付近に位置させて液相を延長部の通路に
   流し、その通路を液中軸受と連通させて液中軸受を潤滑
   することを特徴とする縦軸ポンプの液中軸受潤滑方法。
2. 【請求項２】 吸込みバレルと液中軸受とを有する縦軸
   ポンプの液中軸受潤滑装置において、ポンプ軸の下部に
   軸方向通路が開口している延長部を吸込みバレルの底部
   付近まで延長して設け、その軸方向通路と連通して液中
   軸受の内側と連通する半径方向通路をポンプ軸に設けた
   ことを特徴とする縦軸ポンプの液中軸受潤滑装置。
3. 【請求項３】 前記軸方向通路がポンプ軸の上方に延
   び、ポンプケーシングに設けた上部の液中軸受に連通し
   ている請求項２記載の縦軸ポンプの液中軸受潤滑装置。