JP4071346B2 - ポンプシャフト用ベアリング装置 - Google Patents
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、竪型のメイン冷却ポンプのシャフトのための下側のベアリング装置であって、ベアリングと、ベアリングケーシングと、サポートリングとを備えたベアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
竪型のメイン冷却ポンプの運転動作において重要なことは、下側ガイドベアリングの中心軸のアライメントが、様々に異なった稼働条件下においてもほぼ一定に維持されなければならないことである。比較的低温のシーリング剤がベアリングを通じて流れるため、通常の運転状態においても急激な温度勾配が形成される。ポンプのディフューザーの大幅な熱膨張によって引き起こされるベアリングケーシングに対する半径方向のギャップを埋めるためにセンタリング部材が用いられている。これらは、ベアリングケーシングやディフューザーの内部に極めて複雑な手段によって固定されており、更に、それらはその耐久性を向上させるために耐摩耗性コーティングを施す必要があるが、このコーティングには多くの場合、原子炉にとって好ましくないコバルトが含まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、部品の数を少なくすると共に、上記の如きコーティングを全く施す必要のないベアリング装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、サポートリングが、その両端間の中央領域において、長手方向に延びる数本のスロットが設けられる。そのように構成することにより、サポートリングの両端部のフランジ間の熱膨張差が解消され、ポンプシャフトのセンタリングが維持される。
【０００５】
本発明においては、更に、上記サポートリングの両端部にはそれぞれ断面フック状のフランジが設けられる。
その一方の端部、即ち下端部に設けられるフランジは、内側、即ち中心軸側に張り出し、その内縁部が上方に折り返され、他の一方の端部、即ち上端部に設けられるフランジは外側、即ち中心軸とは反対側に張り出し、その外縁部が下方に折り返され、それぞれ断面フック上に形成される。
サポートリングの下端部フランジにはベアリングケーシングの下端部が嵌め合わされ、上端部フランジはディフューザーに設けた結合部と嵌め合わされ、このためサポートリングと、ディフューザー及びベアリングケーシングとの正確な連結が可能となる。何故なら、これらのフランジが、ディフューザーとベアリングのそれぞれの熱膨張に追従すると共に、半径方向の力によって生じるベアリングの各方向への移動に対して強い抵抗力を発揮するからである。
【０００６】
本発明の好ましい形態においては、上記ベアリングケーシングが、上記サポートリングの下端のフック状のフランジ内に嵌め合わせられる。そうすることにより、ベアリングの良好な固定及び取付状態が確保できる。
【０００７】
本発明の更に好ましい形態においては、上記サポートリングが、その上端のフック状のフランジによりディフューザー内に取り付けられる。これにより、ディフューザーとベアリングの安全な連結状態が確保され、当該フランジをディフューザーにネジで固定することによりその安全性は一層向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施例を参照しつゝ本発明を具体的に説明する。
図１は、従来技術における竪型のメイン冷却ポンプのポンプシャフトの下側ベアリング部分の鉛直断面図である。
図２は、本発明に係る上記と同様なベアリング装置を示しており、図３は、本発明におけるサポートリングの水平横断面図を示している。
【０００９】
図１は、従来技術におけるポンプシャフト１の軸方向に沿った鉛直断面図であり、より具体的には竪型のメイン冷却ポンプの下側のガイドベアリング３を含むベアリング装置部分における鉛直断面図である。
シャフト１にはシャフト保護スリーブ２が取り付けられ、このシャフト保護スリーブ２とベアリング３との間にベアリングギャップが形成されるようになっている。ベアリング３としては通常はカーボンベアリングが用いられ、ベアリング３はベアリングケーシング４内に押し込まれている。
冷却液は、約１００℃の温度でこのベアリングを通過するが、ディフューザー５の外側における温度は約２９０℃である。この温度差が異なった部品に対して異なった熱膨張を生じさせる。即ち、ディフューザー５は、ベアリングケーシング４よりも大きな熱膨張を生じ、これによりこれら２つの部品の間には、半径方向に大きなギャップが形成される。この半径方向のギャップは、フェザーキーのような形態を有するセンタリング部材６によって埋め合わせられるようになっている。このセンタリング部材６は、ベアリングケーシング４の溝７の中に収容されており、ネジ８やピンによって連結されている。通常は、ベアリングケーシング４の周面に沿って８個のセンタリング部材が設けられ、それらはサポートリング９の軸方向に延びる溝内で軸方向及び半径方向に滑動し得るようになっている。耐摩耗性コーティングが施されたこれらの滑り面を介して、ベアリングに生じる半径方向の力はサポートリング９などのポンプの固定部品に伝達され、その後ディフューザー５に伝達される。サポートリング９は、ネジ１０によってディフューザー５に固定されている。このセンタリング部材６の取付け精度は極めて厳密でなければならない。何故なら、センタリング部材６とサポートリング９の間のクリアランスが当初から大き過ぎると、滑り面の摩耗が激しいからである。しかも、このセンタリング部材６に施される現時点のコーティングにはコバルトが含まれており、これは原子炉の一次冷却系においては有害な物質とされている。
【００１０】
図２は、本発明に係るベアリング装置を備えた竪型ポンプシャフト１の鉛直断面図である。
この場合においても、ポンプシャフト１にはシャフト保護スリーブ２が取り付けられ、その外側でベアリング３が作動するようになっている。ベアリング３は、この場合もベアリングケーシング４内に押し込まれている。ベアリングケーシング４は、サポートリング１１の下端の内側に張り出す断面フック状のフランジ１３内に嵌め合わせられている。このベアリング装置全体は、サポートリング１１の上端の外側に張り出す断面フック状のフランジ１４によってディフューザー５の内部に取り付けられ、フランジ１４はネジ１５によってディフューザー５に固定されている。サポートリング１１の周壁には、数箇所に軸方向に延びるスロット１２が明けられている。上記２つのフランジ１３及び１４の熱膨張量は異なっている。スロット１２を設けたことにより、サポートリング１１は、ベアリング３のアライメントを損なうことなくディフューザー５の熱膨張に対して容易に追従することができる。また、サポートリング１１は常に不均等に伸縮可能であるので、ポンプシャフト１の中心軸は常に一定に保たれる。そのため、個々の部品間の相対的な動きは無くなり、摩耗も生じない。従って、もはやコバルトが使用されることもない。従来技術における個々の部品の数は大幅に削減され、ベアリングの構造が根本的に単純化されると共に、所定のセンタリングが維持される。
【００１１】
図３は、サポートリング１１を、図２中の III−III 線に沿って切断した水平横断面図である。図３に明瞭に示される如く、サポートリング１１の周壁には４個の長手方向に延びるスロット１２が明けられている。この長手方向スロット１２の数は、シャフトの外周の長さや、運転条件に応じて適宜変更することが可能である。
【００１２】
本発明は、上記説明及び図面に示した実施例に限定されるものではない。例えば、サポートリングの形状は、水の流線方向に沿ったディフューザーの形状等に応じて、図示した形状から適宜変更することが可能である。また、ベアリングケーシングの固定位置も、上端で固定したり、中央部分で固定したりすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術における竪型メイン冷却ポンプのポンプシャフトの下側ベアリング部分の鉛直縦断面図である。
【図２】本発明に係るベアリング装置の軸方向に沿った鉛直縦断面図である。
【図３】本発明におけるサポートリングの横断面図である。
【符号の説明】
１ ポンプシャフト
２ シャフト保護スリーブ
３ ベアリング
４ ベアリングケーシング
５ ディフューザー
６ センタリング部材
７ 溝
８ ネジ
９ サポートリング
１０ ネジ
１１ サポートリング
１２ 長手方向スロット
１３ 下端の断面フック状のフランジ
１４ 上端の断面フック状のフランジ
１５ ネジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、竪型のメイン冷却ポンプのシャフトのための下側のベアリング装置であって、ベアリングと、ベアリングケーシングと、サポートリングとを備えたベアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
竪型のメイン冷却ポンプの運転動作において重要なことは、下側ガイドベアリングの中心軸のアライメントが、様々に異なった稼働条件下においてもほぼ一定に維持されなければならないことである。比較的低温のシーリング剤がベアリングを通じて流れるため、通常の運転状態においても急激な温度勾配が形成される。ポンプのディフューザーの大幅な熱膨張によって引き起こされるベアリングケーシングに対する半径方向のギャップを埋めるためにセンタリング部材が用いられている。これらは、ベアリングケーシングやディフューザーの内部に極めて複雑な手段によって固定されており、更に、それらはその耐久性を向上させるために耐摩耗性コーティングを施す必要があるが、このコーティングには多くの場合、原子炉にとって好ましくないコバルトが含まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、部品の数を少なくすると共に、上記の如きコーティングを全く施す必要のないベアリング装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、サポートリングが、その両端間の中央領域において、長手方向に延びる数本のスロットが設けられる。そのように構成することにより、サポートリングの両端部のフランジ間の熱膨張差が解消され、ポンプシャフトのセンタリングが維持される。
【０００５】
本発明においては、更に、上記サポートリングの両端部にはそれぞれ断面フック状のフランジが設けられる。
その一方の端部、即ち下端部に設けられるフランジは、内側、即ち中心軸側に張り出し、その内縁部が上方に折り返され、他の一方の端部、即ち上端部に設けられるフランジは外側、即ち中心軸とは反対側に張り出し、その外縁部が下方に折り返され、それぞれ断面フック上に形成される。
サポートリングの下端部フランジにはベアリングケーシングの下端部が嵌め合わされ、上端部フランジはディフューザーに設けた結合部と嵌め合わされ、このためサポートリングと、ディフューザー及びベアリングケーシングとの正確な連結が可能となる。何故なら、これらのフランジが、ディフューザーとベアリングのそれぞれの熱膨張に追従すると共に、半径方向の力によって生じるベアリングの各方向への移動に対して強い抵抗力を発揮するからである。
【０００６】
本発明の好ましい形態においては、上記ベアリングケーシングが、上記サポートリングの下端のフック状のフランジ内に嵌め合わせられる。そうすることにより、ベアリングの良好な固定及び取付状態が確保できる。
【０００７】
本発明の更に好ましい形態においては、上記サポートリングが、その上端のフック状のフランジによりディフューザー内に取り付けられる。これにより、ディフューザーとベアリングの安全な連結状態が確保され、当該フランジをディフューザーにネジで固定することによりその安全性は一層向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施例を参照しつゝ本発明を具体的に説明する。
図１は、従来技術における竪型のメイン冷却ポンプのポンプシャフトの下側ベアリング部分の鉛直断面図である。
図２は、本発明に係る上記と同様なベアリング装置を示しており、図３は、本発明におけるサポートリングの水平横断面図を示している。
【０００９】
図１は、従来技術におけるポンプシャフト１の軸方向に沿った鉛直断面図であり、より具体的には竪型のメイン冷却ポンプの下側のガイドベアリング３を含むベアリング装置部分における鉛直断面図である。
シャフト１にはシャフト保護スリーブ２が取り付けられ、このシャフト保護スリーブ２とベアリング３との間にベアリングギャップが形成されるようになっている。ベアリング３としては通常はカーボンベアリングが用いられ、ベアリング３はベアリングケーシング４内に押し込まれている。
冷却液は、約１００℃の温度でこのベアリングを通過するが、ディフューザー５の外側における温度は約２９０℃である。この温度差が異なった部品に対して異なった熱膨張を生じさせる。即ち、ディフューザー５は、ベアリングケーシング４よりも大きな熱膨張を生じ、これによりこれら２つの部品の間には、半径方向に大きなギャップが形成される。この半径方向のギャップは、フェザーキーのような形態を有するセンタリング部材６によって埋め合わせられるようになっている。このセンタリング部材６は、ベアリングケーシング４の溝７の中に収容されており、ネジ８やピンによって連結されている。通常は、ベアリングケーシング４の周面に沿って８個のセンタリング部材が設けられ、それらはサポートリング９の軸方向に延びる溝内で軸方向及び半径方向に滑動し得るようになっている。耐摩耗性コーティングが施されたこれらの滑り面を介して、ベアリングに生じる半径方向の力はサポートリング９などのポンプの固定部品に伝達され、その後ディフューザー５に伝達される。サポートリング９は、ネジ１０によってディフューザー５に固定されている。このセンタリング部材６の取付け精度は極めて厳密でなければならない。何故なら、センタリング部材６とサポートリング９の間のクリアランスが当初から大き過ぎると、滑り面の摩耗が激しいからである。しかも、このセンタリング部材６に施される現時点のコーティングにはコバルトが含まれており、これは原子炉の一次冷却系においては有害な物質とされている。
【００１０】
図２は、本発明に係るベアリング装置を備えた竪型ポンプシャフト１の鉛直断面図である。
この場合においても、ポンプシャフト１にはシャフト保護スリーブ２が取り付けられ、その外側でベアリング３が作動するようになっている。ベアリング３は、この場合もベアリングケーシング４内に押し込まれている。ベアリングケーシング４は、サポートリング１１の下端の内側に張り出す断面フック状のフランジ１３内に嵌め合わせられている。このベアリング装置全体は、サポートリング１１の上端の外側に張り出す断面フック状のフランジ１４によってディフューザー５の内部に取り付けられ、フランジ１４はネジ１５によってディフューザー５に固定されている。サポートリング１１の周壁には、数箇所に軸方向に延びるスロット１２が明けられている。上記２つのフランジ１３及び１４の熱膨張量は異なっている。スロット１２を設けたことにより、サポートリング１１は、ベアリング３のアライメントを損なうことなくディフューザー５の熱膨張に対して容易に追従することができる。また、サポートリング１１は常に不均等に伸縮可能であるので、ポンプシャフト１の中心軸は常に一定に保たれる。そのため、個々の部品間の相対的な動きは無くなり、摩耗も生じない。従って、もはやコバルトが使用されることもない。従来技術における個々の部品の数は大幅に削減され、ベアリングの構造が根本的に単純化されると共に、所定のセンタリングが維持される。
【００１１】
図３は、サポートリング１１を、図２中の III−III 線に沿って切断した水平横断面図である。図３に明瞭に示される如く、サポートリング１１の周壁には４個の長手方向に延びるスロット１２が明けられている。この長手方向スロット１２の数は、シャフトの外周の長さや、運転条件に応じて適宜変更することが可能である。
【００１２】
本発明は、上記説明及び図面に示した実施例に限定されるものではない。例えば、サポートリングの形状は、水の流線方向に沿ったディフューザーの形状等に応じて、図示した形状から適宜変更することが可能である。また、ベアリングケーシングの固定位置も、上端で固定したり、中央部分で固定したりすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術における竪型メイン冷却ポンプのポンプシャフトの下側ベアリング部分の鉛直縦断面図である。
【図２】本発明に係るベアリング装置の軸方向に沿った鉛直縦断面図である。
【図３】本発明におけるサポートリングの横断面図である。
【符号の説明】
１ ポンプシャフト
２ シャフト保護スリーブ
３ ベアリング
４ ベアリングケーシング
５ ディフューザー
６ センタリング部材
７ 溝
８ ネジ
９ サポートリング
１０ ネジ
１１ サポートリング
１２ 長手方向スロット
１３ 下端の断面フック状のフランジ
１４ 上端の断面フック状のフランジ
１５ ネジ
Claims (3)
- 竪型のメイン冷却ポンプのポンプシャフト（１）の下側のベアリング装置であって、円筒形状のベアリング（３）と、
内部にベアリング（３）を同軸に収納するベアリングケーシング（４）と、
ベアリングケーシング（４）を同軸に収納するサポートリング（１１）とから成り、
サポートリング（１１）には、その両端間の中央領域において、長手方向に延びる数本のスロット（１２）を設けると共に、下端部には内側に張り出す断面フック状のフランジ（１３）を、上端部には外側に張り出す断面フック状のフランジ（１４）を設けたことを特徴とする上記のベアリング装置。 - 上記ベアリングケーシング（４）が、上記サポートリング（１１）の下端部に設けられたフック状のフランジ（１３）に嵌め合わせられたことを特徴とする請求項１に記載のベアリング装置。
- 上記サポートリング（１１）が、その上端部に設けられたフック状のフランジ（１４）によりディフューザー（５）に取り付けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のベアリング装置。
Applications Claiming Priority (2)
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| AT381/97 | 1997-03-06 |
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Family Applications (1)
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| JP04912098A Expired - Fee Related JP4071346B2 (ja) | 1997-03-06 | 1998-03-02 | ポンプシャフト用ベアリング装置 |
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