JPH051895U - 軸方向推力減少装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 羽根車吸込側の流れを乱すことなく、かつ体
積効率の向上を図る。 【構成】 ダクト１１内に整流板１２を配設し、該整流
板１２の先端側には主軸１４に取り付けた羽根車１３、
案内羽根１６を配設する。バランスホール２０を該案内
羽根１６の出口側のコーン部１６Ａに設ける。羽根車１
３は主軸１４で駆動され、該主軸１４をラジアル軸受１
５で支持すると共に、軸方向推力をスラスト軸受１７が
受ける。推力を軽減させるための漏れ流路を、羽根車１
３の出口からウェアリング環状流路１８を通ってバラン
スホール２０に至る通路で構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ウォータジェットポンプ等に適用して好適な軸方向推力減少装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ウォータジェットポンプの軸方向推力を低減する軸方向推力減少装置 としては、図３に示す構造のものが提案されている。

【０００３】 図３において、ダクト１内には整流板２が配設されており、該整流板２の先端 側には羽根車３が配設されている。そして、該羽根車３は主軸４に取付け固定さ れていると共に、該羽根車３よりさらに先端側の主軸４の部分には、ラジアル軸 受５を介して案内羽根６が取付け固定されている。また、主軸４の後端側にはス ラスト軸受７が配設されている。すなわち、羽根車３は主軸４で駆動され、該主 軸４はラジアル軸受５で支持されると共に、軸方向推力はスラスト軸受７が受け るよう構成されている。

【０００４】 さらに、羽根車３の先端側と案内羽根６の後端側との間にはウェアリング環状 流路８が設けられている。そして、軸方向推力を減少させるためのバランスホー ル９が羽根車３に穿設されている。

【０００５】 以上のような構造のポンプにおいて、ダクト１及び案内羽根６が、船体１０に 取付けられる。そして、船底から吸い込まれた液体は、矢印Ａで示すごとく、ダ クト１内を通り、整流板２により整流され、羽根車３の入口に到達し、該羽根車 ３により加圧され、案内羽根６を通り、ノズル１１より大気中に放出される。こ の噴流の反力が船の推進力となる。

【０００６】 上記の構造において、羽根車３の吐出側の高圧水はウェアリング環状流路８を 経由して、バランスホール９から羽根車３の吸込側に吐出することによって、羽 根車３の前後の圧力差を軽減し、スラスト軸への軸推力を低減している。今、羽 根車３の吸込側の圧力をＰ₀、吐出側の圧力をＰ₁とし、ウェアリング環状流路８ での圧力損失分をΔＰとすると、バランスホール９を穿設することによって、（ Ｐ₁−Ｐ₀）の差圧が、｛（Ｐ₁−ΔＰ）−Ｐ₀｝となり、ΔＰ分だけ減少し、軸ス ラストが減少することになる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、以上述べた従来例のように、バランスホール９を羽根車３に設 け、羽根車３の吐出側の高圧水を羽根車３の吸込側に漏洩させる構造では、次の ような問題が生じていた。すなわち、圧力のある液体が羽根車３の吸込側に噴出 することによって、吸込側の流れを乱し、ポンプ特性に悪影響を与えると共に、 揚液を羽根車３の吸込側に戻すことにより体積効率が低下するという問題があっ た。

【０００８】 本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、ポン プにおける羽根車吸込側の流れを乱すことなく、かつ体積効率の向上を図ること のできる軸方向推力減少装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案は、羽根車によって加圧された液体が案 内羽根を通ってノズルにより大気中に放出されるポンプにおいて、軸方向推力を 減少させるバランスホールを前記案内羽根の出口側コーン部に設けたものである 。

【００１０】

【作用】

上記の手段によれば、バランスホールを案内羽根側に設け、加圧された液体を ノズル側に漏洩させている。したがって、加圧された液体が羽根車の吸込側に噴 出するようなことがないので、該吸込側の流れを乱すことがない。また、漏洩量 も噴流の一部となるため、体積効率が向上する。

【００１１】

【実施例】

以下、図１，図２を参照して本考案の一実施例について詳細に説明する。図１ は本実施例に係る軸方向推力減少装置を備えたポンプを示す断面図、図２は本考 案と従来例の流量係数と、軸入力係数、揚程係数、効率との関係を示す図である 。

【００１２】 図１において、ダクト１１内には整流板１２が配設されており、該整流板１２ の先端側には羽根車１３が配設されている。そして、該羽根車１３は主軸１４に 取付け固定されていると共に、該羽根車１３よりさらに先端側の主軸１４の部分 にはラジアル軸受１５を介して案内羽根１６が取付け固定されている。また、主 軸１４の後端側にはスラスト軸受１７が配設されている。すなわち、羽根車１３ は主軸１４で駆動され、該主軸１４はラジアル軸受１５で支持されると共に、軸 方向推力はスラスト軸受１７が受けるよう構成されている。

【００１３】 さらに、羽根車１３の先端側と案内羽根１６の後端側との間にはウェアリング 環状流路１８が設けられている。以上のような構造のポンプにおいて、ダクト１ １及び案内羽根１６が船体１９に取付けられた構造となっている。

【００１４】 本実施例にあっては、以上のような構造において、軸方向推力を減少させるバ ランスホール２０を案内羽根１６の出口側に位置するコーン部１６Ａに設けた構 成としたところに特徴を有する。推力を軽減させるための漏れ流路は、羽根車１ ３の出口、ウェアリング環状流路１８及びバランスホール２０を連通する流路に よって構成されている。

【００１５】 このように、バランスホール２０を案内羽根１６側に設け、加圧された液体を ノズル２１側に漏洩させることにより、羽根車１３の吸込側の流れを乱すことも なくなり、また、漏洩量も噴流の一部となるため体積効率の向上を図ることが可 能となる。

【００１６】 次に作用を説明する。まず、船底から吸い込まれた液体は、矢印Ａで示すごと く、ダクト１１内を通り、整流板１２により整流され、羽根車１３の入口に到達 し、該羽根車１３により加圧され、案内羽根１６を通り、ノズル２１より大気中 に放出される。この噴流の反力が船の推進力となる。

【００１７】 今、バランスホール２０が無いとした場合を仮定すると、羽根車１３の出口側 の圧力はそのまま羽根車１３の背圧となって働き、反力×羽根車１３の投影面積 が軸方向推力となって容量の大きなスラスト軸受１７を必要とする。

【００１８】 これに対して、バランスホール２０が設けられている場合は、羽根車１３の出 口側とバランスホール２０の出口側との圧力差で揚液が流れることになる。そし て、羽根車１３と案内羽根１６との間のウェアリング環状流路１８を流れる際、 大きな損失が生じ、羽根車１３の背圧は羽根車１３の出口側圧力より低くなる。 すなわち、損失圧力×羽根車１３の投影面積分だけ軸方向推力を低減させること が可能となる。

【００１９】 例えば、羽根車１３の吸込側の圧力をＰ₀、吐出側の圧力をＰ₁、ウェアリング 環状流路１８を通過するときの圧力損失をΔＰとすると、バランスホール２０を 設けることにより、Ｐ₁−Ｐ₀の差圧が｛（Ｐ₁−ΔＰ）−Ｐ₀｝となり、ΔＰ分だ け減少し、軸スラストが減少することになる。

【００２０】 図２に本考案の効果を示す。図２において、実線Ｂはバランスホールを案内羽 根に設けた構造の本考案の効果を示し、点線Ｃはバランスホールを羽根車側に設 けた構造の従来例の効果を示している。このようなバランスホールを羽根車でな くて案内羽根に設けることにより、羽根車の吸込側への漏れがなくなり、体積効 率が向上し、Ｑ（吐出流量）〜Ｈ（出頭）が大流量側に延びている。また、軸動 力もわずかに増加しているが、流量の増加の方が大きく、したがって体積効率も 良くなっている。

【００２１】 なお、図２において、Ｄはインペラー径、ｕはインペラーの周速、Ｐは軸入力 を示す。

【００２２】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、軸方向推力を減少させるバランスホール を案内羽根の出口側コーン部に設けた構成としたことにより、加圧された漏洩液 体が羽根車の吸込側に噴出するようなことはなくなるので、該羽根車吸込側の流 れを乱すようなことはなく、したがってポンプ特性の向上を図ることができる。 また、加圧された漏洩液体をノズル側に漏洩させるようにしているので、漏洩量 も噴流の一部となるため、従来例に比べて体積効率の向上を図ることができると いう効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る軸方向推力減少装置を
備えたポンプを示す断面図である。

【図２】本考案と従来例の流量係数と、軸入力係数、揚
程係数、効率との関係を示す図である。

【図３】従来の軸方向推力減少装置を備えたポンプの一
例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ ダクト １２ 整流板 １３ 羽根車 １４ 主軸 １５ ラジアル軸受 １６ 案内羽根 １６Ａ コーン部 １７ スラスト軸受 １８ ウェアリング環状流路 １９ 船体 ２０ バランスホール ２１ ノズル

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】羽根車によって加圧された液体が案内羽根
   を通ってノズルより大気中に放出されるポンプにおい
   て、軸方向推力を減少させるバランスホールを前記案内
   羽根の出口側コーン部に設けたことを特徴とする軸方向
   推力減少装置。