JPH0615873B2 - Axial thrust reduction device for axial flow pump - Google Patents
Axial thrust reduction device for axial flow pumpInfo
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- JPH0615873B2 JPH0615873B2 JP32845388A JP32845388A JPH0615873B2 JP H0615873 B2 JPH0615873 B2 JP H0615873B2 JP 32845388 A JP32845388 A JP 32845388A JP 32845388 A JP32845388 A JP 32845388A JP H0615873 B2 JPH0615873 B2 JP H0615873B2
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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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an axial thrust reducing device for an axial flow pump.
（従来の技術） 一般にキャンドモータポンプは、ポンプとキャンドモー
タとを一体的に結合して回転軸を外部へ突出させない構
成であるため、ポンプのインペラと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。(Prior Art) Generally, a canned motor pump has a structure in which the pump and the canned motor are integrally coupled so that the rotating shaft does not project to the outside. Therefore, this occurs on the common rotating shaft of the impeller of the pump and the rotor of the canned motor. Axial thrust cannot be supported externally.
そのため、半径流インペラないしは混流インペラを使用
したキャンドモータポンプにおいては、例えば第15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
の後面シュラウド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とによって構成する軸推力軽減装置が採用され
ている。Therefore, in a canned motor pump using a radial flow impeller or a mixed flow impeller, for example, as shown in FIG. 15, the radial flow canned motor pump impeller 1 is used.
Annular protrusion 3 of rear shroud 2 and casing rear wall 4
And a balance chamber 6 is provided between the rear shroud 2 on the inner diameter side of the orifice 5 and the casing rear wall 4, and the balance chamber 6 and the rear shroud are formed. An axial thrust reducing device constituted by a balance hole 7 formed in 2 is adopted.
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モータに内蔵する通常
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。However, in the axial flow canned motor pump using the axial flow impeller, the axial thrust reducing device by the balance chamber 6 and the balance hole 7 cannot be adopted due to its configuration, and the axial thrust component generated in the axial flow impeller is sucked into the pump. To the mouth,
That is, since it acts strongly on the upstream side of the axial impeller,
As shown in FIG. 15, the normal thrust bearing component built in the canned motor that also functions as a radial bearing and a thrust bearing cannot support the axial thrust component.
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。As one means for solving this problem, Japanese Patent Publication No. 59-208
The canned motor pump described in Japanese Patent No. 79 has been proposed.
このキャンドモータポンプは、第16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、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インペ
ラ12を液密に一体に結合し、この補助ポンプ12の吸込口
13と軸流ポンプ９の吐出口14側、すなわち軸流インペラ
15の下流側16とを連通する軸内通路などの通路部17を設
け、前記キャンドモータ10の前部ロータ室18を軸流イン
ペラ15の下流側16に、すなわち前記通路部17の軸流ポン
プ９側に開口する部分の近傍に連通し、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10の
後部ロータ室20，ステータ21とロータ22間のキャン間隙
23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へと戻して、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ータ10の
冷却を行わせるよう構成してなるものである。As shown in FIG. 16, this canned motor pump is an axially flowed canned motor pump 11 in which an axially flowed pump 9 and a canned motor 10 are liquid-tightly integrated with each other. Radial flow auxiliary impeller 12 is integrally connected to the other side in a liquid-tight manner, and the suction port of this auxiliary pump 12
13 and the discharge port 14 side of the axial flow pump 9, that is, the axial flow impeller
A passage portion 17 such as an in-shaft passage communicating with the downstream side 16 of the shaft 15 is provided, and the front rotor chamber 18 of the canned motor 10 is provided on the downstream side 16 of the axial impeller 15, that is, the axial pump of the passage portion 17. A portion of the pumped liquid on the downstream side 16 of the axial flow impeller 15 is introduced into the auxiliary pump 12 through the passage portion 17 and communicates with the vicinity of the portion open to the 9 side, and the radial flow of the auxiliary pump 12 is increased. After being urged by the auxiliary impeller 19, a can gap between the rear rotor chamber 20, the stator 21 and the rotor 22 of the canned motor 10
It is returned to the downstream side 16 of the axial flow impeller 15 through the 23 and the front rotor chamber 18 and circulates in a so-called loose canned motor circulation path 24 so that the bearings 25 and 26 are circulated and the canned motor 10 is cooled. It is composed.
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ャン間
隙23を通過する際の圧力降下によって後部ロータ室20と
前部ロータ室18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19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差は軸流インペラ15に生じる軸
推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。Further, according to the axial flow canned motor pump 11, a pressure difference occurs between the rear rotor chamber 20 and the front rotor chamber 18 due to the pressure drop when the pumped liquid flowing through the canned motor circulation path 24 passes through the can gap 23. Due to this pressure difference, an axial thrust component in the same direction as the axial thrust component generated in the axial impeller 15 is generated in the rotor 22, but the axial thrust component generated in the auxiliary impeller 19 in the opposite direction is considerably superior. Therefore, the difference between the two axial thrust components acts in the direction opposite to the axial thrust component generated in the axial impeller 15, and the axial canned motor pump
11 The axial thrust as a whole is reduced.
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
力成分を増大しなければならないが、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、構造複雑とな
るのでコスト高につき、さらに前記補助ポンプ12の吐出
圧力を高くするため、この圧力上昇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、前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。However, when the axial thrust component generated in the axial impeller 15 is relatively large, in order to reduce the axial thrust of the axial canned motor pump 11 as a whole to a predetermined value or less, the auxiliary impeller 19 is made large in diameter. By increasing the discharge pressure of the auxiliary pump 12, the axial thrust component generated in the auxiliary impeller 19 must be increased.
If the diameter of 19 is made as large as the outer diameter of the canned motor 10, the auxiliary pump 12 becomes considerably larger than the canned motor 10 and the structure becomes complicated due to the relation to the canned motor 10. In order to increase the discharge pressure of the auxiliary pump 12, an increase in the circulation flow rate of the canned motor circulation path 24 due to this pressure increase increases the path resistance between the front rotor chamber 18 and the downstream side 16 of the axial impeller 15. Even if suppressed by this, because the power of the auxiliary pump 12 increases substantially in proportion to the increase rate of the discharge pressure,
The efficiency of the axial flow canned motor pump 11 is reduced accordingly.
また、本出願人は、発明協会公開技報８８−１１１７１
号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。In addition, the applicant of the present invention is the Institute of Invention and Innovation Public Technical Report 88-11171.
No. 1 proposes an axial thrust balance mechanism for axial flow canned motor pumps.
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
とキャンドモータ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側よりも、すなわち軸流インペラ15の下
流側16のポンプ揚液よりも高圧力の外部液源28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
ロータ室18→キャン間隙23→後部ロータ室20→後部ベア
リング26と、キャンドモータ10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31を形成してなるものである。As shown in FIG. 17, the configuration of this axial thrust balancing mechanism is the same as that of the axial flow canned motor pump 11 in which the axial flow pump 9 and the canned motor 10 are liquid-tightly integrated.
A mechanical seal 27 is used to seal the shaft between the canned motor 10 and the canned motor 10, and a clear liquid that does not cause a problem even when mixed in a small amount into the pumped liquid mother liquid or the pumped liquid is used as the canned motor passing liquid.
It is injected into the canned motor front chamber 29 from an external liquid source 28 having a pressure higher than that of the pump discharge port 14 side, that is, the pump liquid on the downstream side 16 of the axial flow impeller 15, and the front bearing 25 → the front rotor chamber 18 → can gap 23 → rear rotor chamber 20 → rear bearing 26 and the inside of the canned motor 10 to lubricate both bearings 25 and 26 and cool the canned motor 10, and then discharge the canned motor rear chamber 30 to the outside. The canned motor liquid passage 31 is formed.
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室
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。Further, according to this configuration, the front rotor chamber is caused by the pressure drop when the canned motor liquid passes through the can gap 23.
A pressure difference is generated between the rear rotor chamber 20 and the rear rotor chamber 20, and this pressure difference causes an axial thrust component in the rotor 22 in a direction opposite to the axial thrust component generated in the axial impeller 15. Thrust is reduced.
また、軸流ポンプ９とキャンドモータ10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
るスラリなど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。Further, the axial seal between the axial pump 9 and the canned motor 10 is axially sealed by a mechanical seal 27, and the canned motor liquid having a higher pressure than the pumped liquid on the downstream side 16 of the axially impeller 15 is sent to the canned motor front chamber 29. Since the liquid is injected, there is no fear that foreign matter such as slurry contained in the pump liquid will enter the canned motor 10 and abnormally wear the bearings 25 and 26.
しかし、ポンプ揚液にスラリなど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28
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。However, except when the pump liquid contains foreign matter such as slurry and the pump liquid is at a high temperature, the external liquid source 28
As a result, the equipment cost and the operating cost are high.
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大きくな
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全体とし
ての軸推力を所定値以下に軽減するために、キャンドモ
ータ通液の流量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。In addition, the axial thrust component generated in the rotor 22 is
As described above in the conventional example shown in the figure, since it is not so large, when the axial thrust component generated in the axial impeller 15 is not small, the axial thrust of the axial canned motor pump 11 as a whole is reduced to a predetermined value or less. In order to achieve this, the pressure difference between the rotor chambers 18 and 20 due to the pressure drop in the can gap 23 must be increased by increasing the flow rate of the canned motor liquid to increase the axial thrust component generated in the rotor 22. However, this requires a large capacity external liquid source 28, which further increases the equipment cost and operating cost.
また、本出願人は、発明協会公開技報８８−１１１７２
号に軸流型キャンドモータポンプの軸推力平行機構を提
案している。In addition, the applicant of the present invention, the Institute of Invention Published Technical Report 88-11172
No. 1 proposes an axial thrust parallel mechanism for axial flow canned motor pumps.
この軸推力平衡機構の構成は、第18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を液密に一体に設け、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
液と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12から後部ロータ室20へ流入
し、その一部を後部ベアリング26を経て前記補助ポンプ
12へと戻し、残りをキャン間隙23→前部ロータ室18→前
部ベアリング25→キャンドモータ前側室29→熱交換器32
→前記補助ポンプ12へと循環させて両ベアリング26，25
の潤滑とキャンドモータ10の冷却とを行うキャンドモー
タ独立循環経路33を形成してなるものである。As shown in FIG. 18, the configuration of this axial thrust balancing mechanism is similar to that of the axial flow canned motor pump 11 in which the axial flow pump 9 and the canned motor 10 are liquid-tightly integrated.
A mechanical seal 27 is used to axially seal between the canned motor 10 and the canned motor 10, and a radial flow auxiliary pump 12 is integrally provided on the opposite side of the canned motor 10 from the axial flow pump 9 in a liquid-tight manner. The side chamber 29 is connected and communicated with the side chamber 29 via a heat exchanger 32, and a clear liquid which does not cause any trouble even if mixed in a slight amount into the mother liquid or the pump liquid of the pump liquid as a canned motor circulating liquid is a radial flow of the auxiliary pump 12. It is energized by the auxiliary impeller 19 and flows into the rear rotor chamber 20 from the auxiliary pump 12, and a part of it flows through the rear bearing 26 to the auxiliary pump.
Return to 12 and the remaining can gap 23 → front rotor chamber 18 → front bearing 25 → canned motor front chamber 29 → heat exchanger 32
→ Both bearings 26 and 25 are circulated to the auxiliary pump 12
The canned motor independent circulation path 33 for performing the lubrication and cooling of the canned motor 10 is formed.
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図に示す従来例と同様に、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するので、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。According to this configuration, the axial thrust component generated in the auxiliary impeller 19 becomes the axial thrust component generated in the rotor 22 due to the pressure difference between the rotor chambers 18 and 20, as in the conventional example shown in FIG. Overcome, the axial impeller of the axial pump 9
Since it acts in the direction opposite to the axial thrust component generated in 15, the axial thrust of the axial flow canned motor pump 11 as a whole is reduced.
また、軸流ポンプ９とキャンドモータ10とをメカニカル
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
液とを分断するので、スラリなど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。Further, since the axial pump 9 and the canned motor 10 are axially sealed by the mechanical seal 27 to separate the pump pumping liquid and the canned motor circulating liquid, pump pumping liquid containing foreign matters such as slurry and high temperature pump pumping liquid. Suitable for handling liquids.
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。However, since the heat exchanger 32 and the mechanical seal 27 are required, the cost is higher than that of the conventional example shown in FIG. 16 except for the case where the pumped liquid containing the foreign matter or the hot pumped liquid is handled. Further, similarly to this conventional example, in order to reduce the axial thrust of the axial canned motor pump 11 as a whole to a predetermined value or less, the auxiliary impeller 19 is increased in diameter to increase its axial thrust component. The structure of the pump 12 becomes complicated and the cost increases, and the power of the pump 12 increases to reduce the efficiency of the axial flow canned motor pump 11.
（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キ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するため
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
複雑となってコスト高につくとともにその動力が大幅に
増大して軸流キャンドモータポンプの効率が低下し、外
部液源を用いるものにおいては、スラリなどの異物を含
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、設備コストおよび運転コストが高くつき、キ
ャンド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、熱交換器などを要す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としての軸
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。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional axial thrust reducing device in the axial flow canned motor pump using the axial flow impeller, the axial thrust reduction device in the axial flow impeller uses the axial flow thruster in the axial flow impeller. In the axial flow canned motor pump having a relatively large component, when the radial flow auxiliary impeller of the auxiliary pump is increased in diameter to increase the axial thrust component in order to reduce the overall axial thrust to a predetermined value or less, the auxiliary When the pump has a complicated structure and is costly, the power of the pump greatly increases and the efficiency of the axial-flow canned motor pump decreases, and when using an external liquid source, pump pumping liquid containing foreign matter such as slurry. Except when handling pumped liquid at high temperature or high temperature, equipment costs and operating costs are high, and a canned motor independent circulation path is formed. In,
In addition to the problem in the case of using the auxiliary pump, there is a problem that the cost is high due to the need for a heat exchanger, etc., unless the pump liquid containing the foreign matter or the high-temperature pump liquid is handled. There has been a demand for a shaft thrust reducing device that can reduce the shaft thrust of the flow canned motor pump as a whole to a predetermined value or less, have a simple structure, and have a low facility cost and a low operating cost.
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
アリングの寿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。Similarly, in the case of an axial flow pump driven by a general-purpose motor, etc., the thrust bearing can be downsized to make the entire pump compact, or the life of the thrust bearing can be extended to facilitate maintenance and inspection. ,
There has been a demand for a shaft thrust reducing device which has a simple structure and is inexpensive in terms of equipment cost and operating cost.
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廉価につく軸流ポンプの
軸推力軽減装置を提供せんとするものである。The first to fourth inventions of the present application were made in order to solve the above-mentioned problems, and are simpler in configuration and less in equipment cost than the conventional example configured to have the same axial thrust reducing effect. The purpose of the present invention is to provide an axial thrust reducing device for an axial flow pump, which has a low operating cost.
（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動的シール手段によっ
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
ス室を形成してなるものである。(Means for Solving the Problems) According to a first aspect of the present invention, the axial thrust reducing device for an axial flow pump axially penetrates a boss of an axial flow impeller arranged in a pump casing. A pressure equalizing hole is provided, and a hub facing the boss is fixedly provided on at least one of the upstream side and the downstream side of the axial flow impeller in the pump casing via a stationary blade, and between the hub and the boss. A pressure balance chamber that is adjacent to the boss and communicates with the pressure equalizing hole is formed by a dynamic sealing means provided on the outer diameter side of the pressure equalizing hole.
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動的シール手段
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
を形成してなるものである。The axial thrust reducing device for an axial flow pump according to the second aspect of the present invention is configured such that a hub facing the boss of the axial flow impeller is provided at least on the upstream side of the axial flow impeller arranged in the pump casing. Is fixed to the pump casing via stationary vanes, and a radial flow auxiliary impeller is disposed between the upstream hub and the axial flow impeller with its center portion facing the axial flow impeller side. Between the upstream hub and the radial flow auxiliary impeller by a dynamic sealing means that is inserted into the rotary shaft together with the flow impeller and provided between the outer periphery of the front shroud of the radial flow auxiliary impeller and the upstream hub. A pressure chamber communicating with the discharge side of the radial flow auxiliary impeller is formed.
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けた動的シール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
成してなるものである。The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein a pressure equalizing hole penetrating in the axial direction is provided in the boss of the axial flow impeller, and at least one of the upstream side and the downstream side of the axial flow impeller is provided. A pressure balance chamber adjacent to the boss and communicating with the pressure equalizing hole by dynamic sealing means provided between the hub and the boss on the outer diameter side of the pressure equalizing hole. It is a thing.
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動的シール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
の動的シール手段に兼用してなるものである。According to a fourth aspect of the invention, in the invention of the third aspect, the outer peripheral portion of the front shroud of the radial flow auxiliary impeller is closely fitted to the boss of the axial flow impeller, and the upstream shroud is provided between the upstream hub and the boss. The provided dynamic sealing means is also used as the dynamic sealing means between the outer peripheral portion of the front shroud of the radial flow auxiliary impeller and the upstream hub.
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動的シール手段によって前
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対側に
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てなるものである。According to the structure of the axial thrust reducing device of the axial flow pump of the third aspect of the present invention, a pressure equalizing hole penetrating in the axial direction is provided in the boss of the axial flow impeller arranged in the pump casing.
A hub facing the boss is fixedly installed on the pump casing at least on the upstream side of the axial flow impeller via a stationary blade, and is located on the outer diameter side of the pressure equalizing hole between the upstream hub and the boss. The upstream side pressure balance chamber communicating with the pressure equalizing hole is formed adjacent to the boss by the dynamic sealing means provided at the position, and the radial flow auxiliary impeller is provided on the downstream side of the axial flow impeller. It is arranged toward the opposite side of the axial flow impeller and is inserted into the rotary shaft together with this axial flow impeller, and between the radial flow auxiliary impeller and the boss, adjacent to the boss, the pressure equalizing hole and the radius. A pressure chamber communicating with the discharge side of the flow assist impeller is formed.
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
動的シール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てなる
ものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the axial thrust reducing device for an axial flow hoop, a boss of the axial flow impeller arranged in the pump casing is provided with an upstream side of the axial flow impeller and a downstream side of the discharge side. A radial flow auxiliary impeller having a suction side is internally provided, and a hub facing the boss is fixedly installed on the pump casing via a stationary blade at least on the upstream side of the axial flow impeller. A pressure chamber that is adjacent to the boss and communicates with the discharge side of the radial flow auxiliary impeller is formed by a dynamic sealing means provided between the boss and the radial flow auxiliary impeller on the outer diameter side of the discharge side of the radial flow auxiliary impeller. It will be done.
（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
ンス室を軸流インペラの上流側にのみ形成した場合は、
この上流側圧力バランス室が動的シール手段によって軸
流インペラの上流側のポンプ流路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に連通されてい
るので、上流側圧力バランス室は軸流インペラの下流側
と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
ペラの下流側のみに形成した場合は、この下流側圧力バ
ランス室が動的シール手段によって軸流インペラの下流
側のポンプ流路とは区画されるとともに均圧孔を介して
軸流インペラの上流側に連通されているので、下流側圧
力バランス室は軸流インペラの上流側と殆んど同圧力と
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
室および下流側圧力バランス室がそれぞれ動的シール手
段によって軸流インペラの上流側および下流側のポンプ
流路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。(Operation) In the axial thrust reducing device for an axial flow pump of the first invention, when the pressure balance chamber is formed only on the upstream side of the axial flow impeller,
Since the upstream pressure balance chamber is partitioned from the pump flow passage on the upstream side of the axial flow impeller by the dynamic sealing means and communicates with the downstream side of the axial flow impeller through the pressure equalizing hole, the upstream pressure The balance chamber has almost the same pressure as the downstream side of the axial impeller and there is almost no pressure difference on both sides of the boss of the axial impeller, and the pressure balance chamber is formed only on the downstream side of the axial impeller. In this case, the downstream pressure balance chamber is partitioned from the pump flow passage on the downstream side of the axial impeller by the dynamic sealing means and communicates with the upstream side of the axial impeller through the pressure equalizing holes. , The pressure balance chamber on the downstream side has almost the same pressure as the upstream side of the axial flow impeller, and there is almost no pressure difference on both sides of the boss of the axial flow impeller, and the pressure balance chamber is on the upstream side of the axial flow impeller. Formed on both side and downstream In this case, the upstream pressure balance chamber and the downstream pressure balance chamber are partitioned from the upstream and downstream pump flow paths of the axial flow impeller by the dynamic sealing means, respectively, and the pressures of the both pressures are increased via the pressure equalizing holes. Since the balance chambers are communicated with each other, both pressure balance chambers have almost the same pressure, and there is almost no pressure difference between the two sides of the boss of the axial flow impeller. Almost no axial thrust component due to the pressure difference between both sides is generated, and the axial thrust component generated in the axial flow impeller is reduced accordingly, and the axial thrust of the axial flow pump as a whole is reduced.
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動的シ
ール手段によって軸流インペラの上流側のポンプ流路と
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に軸流インペ
ラに生じる軸推力成分とは逆方向への大きな軸推力成分
が生じ、軸流ポンプ全体としての軸推力が大幅に軽減さ
れる。In the axial thrust reducing device for an axial flow pump according to the second aspect of the present invention, the pressure chamber is separated from the pump flow passage on the upstream side of the axial flow impeller by the dynamic sealing means between the upstream hub and the radial flow auxiliary impeller. Since it is communicated with the discharge side of the auxiliary impeller, the pressure chamber is boosted by this auxiliary impeller and a large pressure difference is generated on both sides of the auxiliary impeller, and due to this pressure difference, the auxiliary impeller has an axial flow impeller. A large axial thrust component is generated in the direction opposite to the axial thrust component that is generated, and the axial thrust of the axial flow pump as a whole is greatly reduced.
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
る軸推力成分が数十パーセント減少するので、軸流ポン
プ全体としての軸推力がさらに軽減される。Further, in the embodiment of the present invention, in addition to the large axial thrust component in the direction opposite to the axial thrust component generated in the axial impeller in the auxiliary impeller, in addition to the axial impeller, the axial impeller is generated. There is almost no axial thrust component due to the pressure difference between both sides of the boss, and the axial thrust component generated in the axial flow impeller is reduced by several tens of percent, so the axial thrust of the axial flow pump as a whole is further reduced. To be done.
また、第３の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置は、圧
力室が軸流インペラの下流側のポンプ流路とは区画され
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
分とは逆方向への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動的シール手段によって軸流イン
ペラの上流側のポンプ流路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、そ
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。In the axial thrust reducing device for an axial flow pump according to the third aspect of the present invention, the pressure chamber is partitioned from the pump flow passage on the downstream side of the axial flow impeller and communicates with the discharge side of the auxiliary impeller. The pressure chamber is boosted by the auxiliary impeller to generate a pressure difference between both sides of the auxiliary impeller, and the pressure difference causes a large axial thrust component in the direction opposite to the axial thrust component generated in the axial impeller in the auxiliary impeller. The upstream pressure balance chamber is partitioned from the upstream pump flow path of the axial impeller by the dynamic sealing means and communicates with the pressure chamber through the pressure equalizing hole. The pressure becomes almost the same as that of the pressure chamber, and the axial thrust component due to the pressure difference between the two sides of the boss is hardly generated. Therefore, the axial thrust component generated in the axial impeller is reduced by that amount. Pump all Axial thrust as is greatly reduced.
また、第４の発明の軸流ポンプの軸推力軽減装置は、圧
力室が動的シール手段によって軸流インペラの上流側の
ポンプ流路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推力成分
が消滅するので、差し引き、軸流ポンプ全体としての軸
推力が大幅に軽減される。Further, in the axial thrust reducing device for an axial flow pump according to the fourth aspect of the present invention, the pressure chamber is partitioned from the pump flow passage on the upstream side of the axial flow impeller by the dynamic sealing means and is internally provided in the boss of the axial flow impeller. Since it is communicated with the discharge side of the radial flow auxiliary impeller, the pressure chamber is boosted by this auxiliary impeller and a pressure difference is generated on both sides of the boss, and this pressure difference causes the boss to flow to the downstream side of the axial flow impeller. A large axial thrust component is generated, and the axial thrust component to the upstream side of the axial impeller generated in the boss of the conventional axial flow impeller disappears, so the axial thrust of the axial flow pump as a whole is greatly reduced. To be done.
（実施例） 次に、第１の発明の実施例を図面に基き説明する。(Example) Next, the Example of 1st invention is described based on drawing.
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
回転軸 103を共通にするキャンドモータ 106を液密に一
体に結合して構成する。FIG. 1 shows an embodiment in which the first invention is applied to an axial flow canned motor pump.
A canned motor 106 that shares the rotary shaft 103 is liquid-tightly coupled to an axial flow pump 105 in which an axial flow impeller 102 is inserted into a rotary shaft 103 and disposed inside a pump casing 104. Configure.
そして、前記軸流ポンプ 105の吸込口 107側、すなわち
軸流インペラ 102の上流側 108にこの軸流インペラ 102
のボス 109に対向する上流側ハブ 110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 102の下流側 113にこの軸流イン
ペラ 102のボス 109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
承する先端ベアリング 115を下流側ハブ 114に装着し、
前記軸流インペラ 102のボス 109に軸方向に貫通する均
圧孔 116（複数が望ましい）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
た動的シール手段 117として、下流側ハブ 114の外周端
縁と前記ボス 109の外周端縁とを狭い半径方向隙間を介
して互に対向させた環状オリフィスを形成し、この動的
シール手段 117によって前記ボス 109に隣接して均圧孔
116に連通する下流側圧力バランス室 118を形成し、す
なわち高流路抵抗である動的シール手段 117および高流
路抵抗である先端ベアリング 115と回転軸 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の
ポンプ流路とは区画されるとともに低流路抵抗である均
圧孔 116および上流側ハブ 110と前記ボス 109との間の
上流側空間 120ならびに上流側ハブ 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広い隙
間 121を順次介して軸流インペラ 102の上流側108 に連
通する下流側圧力バランス室 118を形成する。The axial flow impeller 102 is provided on the suction port 107 side of the axial flow pump 105, that is, on the upstream side 108 of the axial flow impeller 102.
An upstream hub 110 facing the boss 109 of the axial flow pump 105 is fixedly mounted on the pump casing 104 via a stationary blade 111 serving as a straightening vane or a guide vane.
That is, on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102, a downstream side hub 114 facing the boss 109 of the axial flow impeller 102 is fixedly mounted on the pump casing 104 via stationary blades 111 serving as straightening vanes or guide vanes, and the rotating shaft Attach the tip bearing 115 that supports the tip of 103 to the downstream hub 114,
The boss 109 of the axial flow impeller 102 is provided with a pressure equalizing hole 116 (preferably a plurality) penetrating in the axial direction, and is located on the outer diameter side of the pressure equalizing hole 116 between the downstream hub 114 and the boss 109. As the dynamic sealing means 117, an annular orifice in which the outer peripheral edge of the downstream hub 114 and the outer peripheral edge of the boss 109 are opposed to each other through a narrow radial gap is formed. A pressure equalizing hole adjacent to the boss 109
A downstream pressure balance chamber 118 communicating with 116 is formed, that is, a dynamic sealing means 117 having a high flow path resistance and a sliding rotation gap 119 between the tip bearing 115 having a high flow path resistance and the rotary shaft 103 form an axial flow. It is partitioned from the pump flow passage on the downstream side 113 of the impeller 102 and has a low flow resistance, a pressure equalizing hole 116, an upstream space 120 between the upstream hub 110 and the boss 109, and the outer circumference of the upstream hub 110. A downstream pressure balance chamber 118 communicating with the upstream side 108 of the axial flow impeller 102 is sequentially formed through a wide gap 121 having a low flow resistance between the end surface and the outer peripheral end surface of the boss 109.
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 123をその目玉
部を外側に向けて配置して回転軸 103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 106の冷却を行うキャンドモータ循環
経路 136を形成する。Further, a radial flow auxiliary pump 122 is integrally liquid-tightly connected to the side of the canned motor 106 opposite to the axial flow pump 105, and the radial flow auxiliary impeller 123 of the auxiliary pump 122 is arranged with its center portion facing outward. The auxiliary pump 122 and the downstream side of the axial impeller 102.
113 is communicated with a circulation pipe 125 or an in-shaft passage 126 formed in the rotary shaft 103 as shown by a chain line so that a part of the pumped liquid on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 is part of the circulation pipe. 125 or the auxiliary passage 126 through the shaft passage 126
After introducing it to 122 and energizing it with the auxiliary impeller 123,
It flows into the rear rotor chamber 129 through the through hole 128 of the rear bearing housing 127 and the rear bearing 130, and then into the front rotor chamber 134 from this rear rotor chamber 129 through the can gap 133 between the stator 131 and the rotor 132.
Downstream of axial impeller 102 through front bearing 135
A canned motor circulation path 136 is formed, which circulates to the bearing 113, and lubricates both the bearings 130 and 135 and cools the canned motor 106.
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 1
23に生じる軸推力成分が相当勝っていることから、この
両軸推力成分の差は軸流インペラ 102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。According to the embodiment configured in this manner, as in the conventional axial flow canned motor pump 11 shown in FIG. 16, between the rotor chambers 129 and 134 caused by the pumped liquid flowing through the canned motor circulation path 136. The auxiliary impeller that is in the opposite direction to the axial thrust component in the same direction as the axial thrust component of the axial impeller 102 generated in the rotor 132 due to the pressure difference of
Since the axial thrust component generated in 23 is considerably superior, the difference between these axial thrust components acts in the opposite direction to the axial thrust component generated in the axial impeller 102, and as a result, the axial thrust canned motor pump 101 as a whole. Axial thrust is reduced.
そして、下流側圧力バランス室 118が動的シール手段 1
17によって軸流インペラ 102の下流側 113のポンプ流路
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 102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 109の両側に
圧力差が殆んど生じず、すなわち、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動的
シール手段 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 118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 1
09の両側に圧力差が殆ど生じず、その分、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。Then, the downstream pressure balance chamber 118 is the dynamic sealing means 1
Since it is partitioned from the pump flow passage on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 by 17 and communicates with the upstream side 108 of the axial flow impeller 102 via the pressure equalizing hole 116, the downstream side pressure balance chamber 118 is The pressure becomes almost the same as that of the upstream side 108 of the flow impeller 102, and there is almost no pressure difference between both sides of the boss 109 of the axial flow impeller 102, that is, the upstream side 108 and the downstream side 113 of the axial flow impeller 102. Due to the pressure difference between the downstream side 113, a very small part of the pumping liquid on the downstream side 113 has a high flow resistance and the dynamic sealing means 117 and the high flow resistance has a tip bearing.
It passes through a sliding rotation gap 119 between the rotary shaft 103 and the rotary shaft 103 with an extreme pressure drop, and flows into the downstream pressure balance chamber 118, and from this downstream pressure balance chamber 118, a pressure equalizing hole having a low flow path resistance. It passes through 116 with almost no pressure drop and reaches the upstream side space 120, and there is almost no pressure drop in the wide clearance 121 between the upstream hub 110 and the boss 109 which has a low flow resistance. Since it passes without being accompanied and is circulated to the upstream side 108 of the axial flow impeller 102, the downstream pressure balance chamber 118 becomes almost the same pressure as the upstream side 108 of the axial flow impeller 102, and the boss 1
There is almost no pressure difference between both sides of 09, and the axial impeller
The axial thrust component generated in the axial flow impeller 102 due to the pressure difference between the upstream side 108 and the downstream side 113 of the 102 is shown in FIGS.
It is several tens of percent smaller than the conventional example shown in FIG.
例えば、 Ｐ１：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 ｄ０：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：ｄ０：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Ｆ
０は、 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、 となり、式と式とから となって、約20％減少される。For example, P 1 : pressure on the upstream side 108 of the axial flow impeller 102 P 2 : pressure on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 D: outer diameter of the axial flow impeller 102 d 0 : outer diameter of the boss 109 of the axial flow impeller 102 di: the inner diameter of the boss 109 of the axial flow impeller 102, and if the ratio of the respective diameters is selected to be D: d 0 : di = 4: 2: 1 (the same applies hereinafter), then FIGS. The axial thrust component F generated in the axial impeller 15 in the conventional example shown in FIG.
0 is On the other hand, the axial thrust component F 1 generated in the axial flow impeller 102 of this embodiment is And from the formula and the formula It will be reduced by about 20%.
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
推力成分だけ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、
この実施例に示すように、下流側ハブ 114と前記ボス 1
09との間に狭い半径方向隙間の環状オリフィスからなる
動的シール手段 117を設け、および前記ボス 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
体としての軸推力を所定値以下に軽減することができ
る。Therefore, in the conventional canned motor pump 11 shown in FIG. 16 and FIG. 18, the axial thrust component as a whole cannot be suppressed to a predetermined value or less by the axial thrust component of the radial flow auxiliary impeller 19, but there is a difference. If relatively small,
As shown in this embodiment, the downstream hub 114 and the boss 1
The auxiliary impeller 123 is provided by adding a very simple structure in which a dynamic sealing means 117 consisting of an annular orifice with a narrow radial gap is provided between the boss 109 and the boss 109, and a pressure equalizing hole 116 is provided in the boss 109. The axial thrust force as a whole can be reduced to a predetermined value or less without increasing the diameter.
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。In this embodiment, since the pumped liquid on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 flows into the downstream pressure balance chamber 118, it passes through the sliding rotation gap 119 between the tip bearing 115 and the rotary shaft 103. , By this the tip bearing
The effect of promoting lubrication and cooling of 115 is produced.
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 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て
設けた環状オリフィスからなる動的シール手段 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 138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。By the way, in this embodiment, the downstream pressure balance chamber 118 is formed on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102.
On the contrary, as shown in FIG. 2, by the dynamic sealing means 137 composed of an annular orifice provided between the upstream hub 110 and the boss 109 on the outer diameter side of the pressure equalizing hole 116. An upstream pressure balance chamber 138 adjacent to the boss 109 and communicating with the pressure equalizing hole 116 is provided with an upstream side 108 of the axial flow impeller 102.
The upstream pressure balance chamber 138 is formed in the pressure equalizing hole.
116 and the downstream space 114 between the downstream hub 114 and the boss 109, and the widening gap 140 between the outer peripheral end face of the downstream hub 114 and the outer peripheral end face of the boss 109. It may communicate with the downstream side 113.
この場合、上流側圧力バランス室 138は軸流インペラ 1
02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 Ｆ０ 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の両端面の面積を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 の軸推力成分が生じるが、この実施例においては、回転
軸 103の先端面に印加される圧力Ｐ１がほぼＰ２に等し
くなって回転軸 103には軸推力成分が殆んど生じず、従
って軸推力は、前記第１図に示す実施例における０．８
Ｆ０に対して、 とさらに軽減される。In this case, the upstream pressure balance chamber 138 is
The pressure is almost the same as that of the downstream side 113 of 02, and there is almost no pressure difference between both sides of the boss 109.
The axial thrust component F 2 generated in 102 is reduced to F 2 ≈0.8 F 0 as in the embodiment shown in FIG. 1, and in the embodiment shown in FIG. 1, both ends of the rotary shaft 103 are reduced. If the surface areas are almost equal,
Due to the difference between the pressure P 1 applied to the front end surface of the rotating shaft 103 and the pressure P 2 applied to the rear end surface thereof, the axial thrust component generated in the axial impeller 102 is generated in the rotating shaft 103 in the same direction. However, in this embodiment, the pressure P 1 applied to the tip end surface of the rotary shaft 103 is substantially equal to P 2 , and the rotary shaft 103 has almost no axial thrust component. Therefore, the axial thrust is 0.8 in the embodiment shown in FIG.
For F 0 , And further reduced.
しかし、下流側空間 139が軸流インペラ 102の下流側 1
13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の潤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を上流
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を経て上流側圧力バランス室 1
38へ流入した極く一部のポンプ揚液が前記動的シール手
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 141
を設けるなど、前記摺動回転隙間 119にポンプ揚液を通
過させるように構成するのが望ましい。However, the downstream space 139 is located downstream of the axial impeller 102 1
Since the pressure is almost the same as 13, the pumped liquid does not pass through the sliding rotation gap 119 between the tip bearing 115 and the rotary shaft 103, and the lubrication and cooling of the tip bearing 115 are delayed. A spiral groove is formed on the inner peripheral surface of the shaft, or as shown in FIG. 3, the tip bearing 115 is mounted on the upstream hub 110, and the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 passes through the pressure equalizing hole 116 and the upstream side. Pressure balance chamber 1
A small portion of the pumped liquid that has flowed into the 38 passes through the dynamic sealing means 137 and the sliding rotation gap 119 between the tip bearing 115 and the rotating shaft 103, and the upstream side 108 of the axial flow impeller 102.
Through hole 141 in the center of the upstream hub 110 to circulate
It is desirable to allow the pumped liquid to pass through the sliding rotation gap 119, for example.
また、第４図に示すように、軸流インペラ 102のボス 1
09の両側に上流側圧力バランス室 138と下流側圧力バラ
ンス室 118を形成してもよく、この場合も、均圧孔 116
にて連通された両圧力バランス室 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、 Ｆ３≒0.8 Ｆ０ と低減され、また回転軸 103の先端面に印加される圧力
がＰ１とＰ２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
推力転減効果が得られる。In addition, as shown in FIG. 4, the boss 1 of the axial flow impeller 102
An upstream pressure balance chamber 138 and a downstream pressure balance chamber 118 may be formed on both sides of 09, and in this case as well, the pressure equalizing holes 116
The pressure balance chambers 138 and 118 communicated with each other have almost the same pressure, and a pressure difference is hardly generated on both sides of the boss 109, and the axial thrust component F 3 generated in the axial impeller 102 is As in each of the embodiments, the pressure is reduced to F 3 ≈0.8 F 0, and the pressure applied to the tip end surface of the rotary shaft 103 becomes the intermediate pressure P 3 between P 1 and P 2 .
An axial thrust reduction effect intermediate between the embodiment shown in the figure and the embodiment shown in FIG. 2 can be obtained.
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を設けない側は図
のように砲弾状に形成するのが好ましい。By the way, when the upstream hub 110 or the downstream hub 114 is not provided, the pressure equalizing hole 116 is directly communicated with the upstream side 108 of the axial flow impeller 102 as shown in FIG. 5, or shown in FIG. As described above, the pressure equalizing hole 116 may be directly communicated with the downstream side 113 of the axial flow impeller 102, and the side of the boss 109 on which the upstream hub 110 or the downstream hub 114 is not provided is formed into a shell shape as shown in the figure. Preferably.
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との軸貫通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。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 4 and FIG. 5 in which the downstream pressure balance chamber 118 is formed, the tip bearing 115 is attached to the upstream hub 110, or the tip bearing 115 is not provided. When the tip bearing 115 is not attached to the downstream hub 114, it goes without saying that the gap between the downstream hub 114 and the rotary shaft 103 should be narrow and long so that the flow passage resistance is high.
次に、第２の発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the second invention will be described.
第６図は、第２の発明を軸流キヤ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 1
01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 103を共通にして液密に一体に結合して構
成する。FIG. 6 shows an embodiment in which the second invention is applied to an axial flow canned motor pump.
01 is an axial flow pump 105 in which an axial flow impeller 102 is inserted into a rotary shaft 103 and disposed inside a pump casing 104, and a canned motor pump 106 having the same configuration as that shown in FIG.
Is integrally liquid-tightly connected to the rotary shaft 103 in common.
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に対向する上流側ハブ 110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 111を介し
てポンプケーシング 104に固設し、前記上流側ハブ 110
と軸流インペラ 102との間に半径流補助インペラ 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、前記前面シュラウド外周部 144と上流側ハブ 110と
の間の動的シール手段 145として、前記補助インペラ 1
42の前面シュラウド外周部 144端縁と上流側ハブ 110の
外周端縁とを狭い半径方向隙間を介して対向させた環状
オリフィスを形成し、この動的シール手段 145によって
上流側ハブ 110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に連通する圧力室 147を形
成し、すなわち前記補助インペラ 142の吐出側 146を高
流路抵抗である動的シール手段 145によって軸流インペ
ラ 102の上流側 108のポンプ流路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 109の
外周端面との間の低流路抵抗である拡い隙間 121を介し
て軸流インペラ 102の上流側 108に連通する。An upstream hub 110 facing the boss 109 of the axial impeller 102 is fixed to the upstream side 108 of the axial impeller 102 via a stationary blade 111 in the pump casing 104, and the downstream side of the axial impeller 102 is fixed. If necessary, a downstream hub 114 facing the boss 109 is fixed to the pump casing 104 via stationary blades 111, and the upstream hub 110 is fixed to the downstream side.
The radial flow auxiliary impeller 142 is disposed between the axial flow impeller 102 and the axial flow impeller 102, and the center portion 143 of the radial flow auxiliary impeller 142 is disposed toward the axial flow impeller 102 side. The auxiliary impeller 1 is used as a dynamic sealing means 145 between the outer peripheral portion 144 and the upstream hub 110.
The front shroud outer peripheral portion 144 edge of 42 and the outer peripheral edge of the upstream hub 110 are opposed to each other through a narrow radial gap to form an annular orifice, and the dynamic sealing means 145 allows the upstream hub 110 and the auxiliary hub. A pressure chamber 147 is formed between the impeller 102 and the discharge side 146 of the auxiliary impeller 142, that is, the discharge side 146 of the auxiliary impeller 142 is formed by a dynamic sealing means 145 having a high flow path resistance. Pressure chamber separated from the pump flow path on the upstream side of
The suction side 148 of the auxiliary impeller 142 is connected to the upstream side space between the auxiliary impeller 142 and the boss 109.
149 and the upstream end of the axial flow impeller 102 through the wide clearance 121 having a low flow resistance between the outer peripheral end surface of the upstream hub 110 and the outer peripheral end surface of the boss 109.
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との間の動的シール
手段 145によって軸流インペラ 102の上流側 108のポン
プ流路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 1
42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 149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から動的シール手段 145を通って前記上流
側空間 149へと戻って循環されるが、この循環流量は動
的シール手段 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 142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に生じる軸推力成分とは逆方向への大きな軸
推力成分が生じる。According to the embodiment configured as described above, the pressure chamber 147 is partitioned from the pump flow path on the upstream side 108 of the axial flow impeller 102 by the dynamic sealing means 145 between the upstream hub 110 and the auxiliary impeller 142. The auxiliary impeller 142 is connected to the discharge side 146 of the auxiliary impeller 142.
The pressure chamber 147 is boosted by 42 and the auxiliary impeller 1
A pressure difference is generated between both sides of 42, that is, the pumped liquid in the upstream space 149 is sucked into the auxiliary impeller 142, is urged by the auxiliary impeller 142, and flows into the pressure chamber 147. It is circulated back through the dynamic sealing means 145 to the upstream space 149, but this circulation flow rate is very small due to the high flow resistance of the dynamic sealing means 145, and therefore the pressure chamber 147 is A high pressure close to the dead-run operation of the auxiliary impeller 142 is generated, and a large pressure difference is generated between the pressure chambers 147 on both sides of the auxiliary impeller 142 and the upstream space 149, and this pressure difference causes the axial impeller 102 to the auxiliary impeller 142. A large axial thrust component occurs in the direction opposite to the axial thrust component that occurs.
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 122の
半径流補助インペラ 123に生じる軸推力成分と両ロータ
室 129， 134の圧力差によってロータ 132に生じる軸推
力成分との差が軸流インペラ 102の軸推力成分とは逆方
向に作用するので、大幅な軸推力軽減効果が得られる。In addition to this, on the canned motor 106 side, as in the embodiment shown in FIG. 1, the axial thrust component generated in the radial flow auxiliary impeller 123 of the radial flow auxiliary pump 122 and the pressure difference between the rotor chambers 129 and 134. As a result, the difference between the axial thrust component generated in the rotor 132 and the axial thrust component of the axial flow impeller 102 acts in the opposite direction, so that a large axial thrust reduction effect can be obtained.
しかも、軸流ポンプ 105側の半径流補助インペラ 142
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けるもので、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， 135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
状態で運転すればよく、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
なくてすむ。Moreover, the radial flow auxiliary impeller 142 on the axial flow pump 105 side is
Is provided only to raise the pressure chamber 147 to generate an axial thrust component in the auxiliary impeller 142.Lubrication of the bearings 130 and 135 and the canned motor like the radial flow auxiliary impeller 123 of the radial flow auxiliary pump 122. Since it is not necessary to obtain a predetermined flow rate for cooling 106, it suffices to operate in a state close to the deadline operation, and therefore, the required power can be reduced by an order of magnitude as compared with the radial flow auxiliary impeller 123 of the auxiliary pump 122.
従って、前記第16図および第18図に示す従来例の軸流キ
ャンドモータポンプ11においては、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、この実施例の軸流キャンドモー
タポンプ 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 142の前面シュラウド外周部 144と
上流側ハブ 110との間に動的シール手段 145を設けるだ
けの簡単な構成を付加することによって、殆んどの場
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、加えて、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。Therefore, in the conventional axial flow canned motor pump 11 shown in FIG. 16 and FIG. 18, since the axial thrust component generated in the axial flow impeller 15 is relatively large, the radial flow auxiliary pump
When the axial thrust of the axial canned motor pump 11 as a whole is reduced to a predetermined value or less by increasing the radial thrust auxiliary impeller 19 to increase its axial thrust component, the auxiliary pump 12 has a complicated structure. As a result, the cost of the axial flow canned motor pump 11 increases and the efficiency of the axial flow canned motor pump 11 decreases, whereas the axial flow canned motor pump 101 of this embodiment has an upstream hub 110 and an axial flow impeller 102. By providing a radial flow auxiliary impeller 142 and a dynamic seal means 145 between the front shroud outer periphery 144 of the auxiliary impeller 142 and the upstream hub 110. In most cases, the axial thrust of the axial canned motor pump 101 as a whole can be sufficiently reduced to a predetermined value or less, or the axial thrust can be balanced. The auxiliary impeller
The required power of 142 is extremely small, and the efficiency reduction of the axial flow canned motor pump 101 is so small that it is not a problem.
さらに、この実施例において、第７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、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動的シール手段 137を設
け、この動的シール手段 137によって前記ボス 109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に連通す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 116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
して設けた動的シール手段 117によって前記ボス 109に
隣接して均圧孔 116に連通する下流側圧力バランス室 1
18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
す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。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 7, a pressure equalizing hole 1 axially penetrating the boss 109 of the axial impeller 102 is formed.
16 is provided, and a dynamic sealing means 137 located on the outer diameter side of the pressure equalizing hole 116 is provided between the upstream hub 110 and the boss 109, and the boss 109 and the radial flow assist are provided by this dynamic sealing means 137. A space between the impeller 142 and the boss 109 is provided adjacent to the pressure equalizing hole 116 and the suction side of the auxiliary impeller 142.
An upstream pressure balance chamber 150 communicating with 148 is formed, or as shown in FIG. 8, the boss 109 of the axial flow impeller 102 is formed.
A pressure equalizing hole 116 that penetrates in the axial direction is provided on the downstream hub 114.
Between the boss 109 and the boss 109 is located on the outer diameter side of the pressure equalizing hole 116, and is connected to the pressure equalizing hole 116 adjacent to the boss 109 by the dynamic sealing means 117.
18 or as shown in FIG.
An upstream pressure balance chamber 150 and a downstream pressure balance chamber 150, which are connected to each other by 116 and are adjacent to both sides of the boss 109.
If 118 is formed, the first portion shown in FIGS. 1 to 5 is formed.
As in each of the embodiments of the invention described above, there is almost no pressure difference between both sides of the boss 109, and the axial thrust component generated in the axial flow impeller 102 is reduced by that amount, so that the axial thrust reduction effect is further expanded. It
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の前面シュラウド外周部 144を密接嵌
合し、上流側ハブ 110と前記ボス 109との間に設けた動
的シール手段 137を前記補助インペラ 142の前面シュラ
ウド外周部 144と上流側ハブ 110との間の動的シール手
段 145に兼用すれば好適である。When the upstream pressure balance chamber 150 is formed as in the embodiment shown in FIG. 7 or FIG.
As shown in the figure, the boss 109 of the axial flow impeller 102 is closely fitted to the outer peripheral portion 144 of the front shroud of the radial flow auxiliary impeller 142, and the dynamic sealing means 137 is provided between the upstream hub 110 and the boss 109. Is preferably used as the dynamic seal means 145 between the outer peripheral portion 144 of the front shroud of the auxiliary impeller 142 and the upstream hub 110.
なお、前記第７図に示す実施例において下流側ハブ 114
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。In the embodiment shown in FIG. 7, the downstream hub 114
If not provided, it is preferable to form the boss 109 of the axial flow impeller 102 in a shell shape as shown in FIG.
次に、第３の発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the third invention will be described.
第11図は、第３の発明を前記第１の発明および第２の発
明の各実施例と同様に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
104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および下流側 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、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環状オリフ
ィスを動的シール手段 137として設け、この動的シール
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 142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との間に形成した環状オ
リフィスによる動的シール手段 151および下流側ハブ 1
14と前記ボス 109との間に形成した環状オリフィスによ
る動的シール手段 117によって、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
する圧力室 152を形成し、前記補助インペラ 142の吸込
側 148を下流側ハブ 114と回転軸 103との拡い軸貫通部
間隙 153を介して軸流インペラ 102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
す構成のキャンドモータ 106を液密に一体に結合する。FIG. 11 shows an embodiment in which the third invention is applied to an axial flow canned motor pump in the same manner as the respective embodiments of the first invention and the second invention, and a pump casing of the axial flow pump 105.
A pressure equalizing hole 116 penetrating in the axial direction is provided in the boss 109 of the axial flow impeller 102 arranged in the 104, and the upstream side 108 and the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 are respectively provided in the boss 109 of the axial flow impeller 102. The upstream hub 110 and the downstream hub 114 facing each other are fixed to the pump casing 104 via the stationary vanes 111 and 111, and the upstream hub 110 and the boss 109 are fixed.
An annular orifice located on the outer diameter side of the pressure equalizing hole 116 is provided as a dynamic sealing means 137, and the dynamic sealing means 137 adjoins the boss 109 and communicates with the pressure equalizing hole 116 on the upstream side. A pressure balance chamber 138 is formed, and a radial flow auxiliary impeller 142 is disposed between the downstream hub 114 and the axial impeller 102 with its center portion 143 facing the opposite side of the axial impeller 102. Dynamic sealing means 151 and downstream hub 1 by an annular orifice formed between the front shroud outer periphery 144 of the 142 and the downstream hub 114.
Auxiliary impeller 142 is provided by a dynamic sealing means 117 by an annular orifice formed between 14 and the boss 109.
Between the boss 109 and the boss 109, a pressure chamber 152 adjacent to the boss 109 and communicating with the discharge side 146 of the auxiliary impeller 142 is formed, and the suction side 148 of the auxiliary impeller 142 is located on the downstream side. The canned motor 106, which is connected to the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 through a wide shaft penetrating portion gap 153 between the hub 114 and the rotary shaft 103 and which is not shown in the axial flow pump 105 but has the configuration shown in FIG. Are joined together in a liquid-tight manner.
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
とは逆方向への大きな軸推力成分が生じ、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 1
38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
推力成分が減少するので、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大幅な軸推力軽減効果が
得られ、前記補助インペラ 142の所要動力も同様に極め
て僅かですむ。According to the embodiment configured as described above, the auxiliary impeller is
The pressure in the pressure chamber 152 is raised by 142, and the auxiliary impeller is
A pressure difference is generated on both sides of 142, and this pressure difference causes a large axial thrust component in the direction opposite to the axial thrust component generated in the axial flow impeller 102 in the auxiliary impeller 142. Upstream pressure balance chamber communicated with each other 1
38 and the pressure chamber 152 have almost the same pressure, and the axial flow impeller
Almost no axial thrust component due to the pressure difference between the two sides of the boss 109 of the 102 is generated, and the axial thrust component generated in the axial flow impeller 102 is reduced by that amount. As much as the effect of reducing the axial thrust is obtained as in the embodiment shown in FIG. 10, and the required power of the auxiliary impeller 142 is also extremely small.
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 144と下流
側ハブ 114との間に動的シール手段 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との間にそれぞれ動的シー
ル手段 137および 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、殆んどの場合、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。Therefore, according to this embodiment, the radial flow auxiliary impeller 142 is provided between the downstream hub 114 and the axial flow impeller 102, and the radial flow auxiliary impeller 142 is provided between the outer peripheral portion 144 of the front shroud of the auxiliary impeller 142 and the downstream hub 114. Dynamic sealing means 137 and 117 are provided between the upstream hub 110 and the boss 109 of the axial flow impeller 102 and between the downstream hub 114 and the boss 109, respectively, and the boss 109 is provided. Even if the axial thrust component generated in the axial flow impeller 102 is considerably large, the axial flow of the axial canned motor pump 101 as a whole is almost eliminated by adding a comparatively simple structure in which the pressure equalizing hole 116 is provided. The thrust can be sufficiently reduced to a predetermined value or less, or the shaft thrust can be perfectly balanced. Moreover, the power required by the auxiliary impeller 142 is extremely small and the efficiency of the axial flow canned motor pump 101 is low. Little more is not a problem.
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 1
44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 109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。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 12, the outer peripheral edge of the downstream side 113 of the boss 109 of the axial flow impeller 102 is extended to extend the outer peripheral portion of the front shroud 1 of the radial flow auxiliary impeller 142.
By closely fitting 44, a pressure chamber 152 is formed between the auxiliary impeller 142 and the boss 109 adjacent to the boss 109 and communicating with the pressure equalizing hole 116 and the discharge side 146 of the auxiliary impeller 142. Alternatively, the downstream hub 114 may be omitted in this case.
次に、第４の発明の実施例を説明する。Next, an embodiment of the fourth invention will be described.
第13図は、第４の発明を前記第１乃至第３の発明の各実
施例と同様に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 104内に
配設した軸流インペラ 102の上流側 108および下流側 1
13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
径部にそれぞれ近接して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 102の上流側
108に吐出側 155を軸流インペラ 102の下流側 113に吸
込側 156をそ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環状オリフィスを動的シー
ル手段 137として設け、この動的シール手段 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に連通す
る圧力室 158を形成し、下流側ハブ 114と前記ボス 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環状オリフィスを動的シール手段
117として設け、この動的シール手段 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に連通する吸込室
159を形成し、前記軸流ポンプ 105に図示しないが前記
第１図に示す構成のキャンドモータ 106を液密に一体に
構成する。FIG. 13 shows an embodiment in which the fourth invention is applied to an axial flow canned motor pump in the same manner as the respective embodiments of the first to third inventions, and is arranged in the pump casing 104 of the axial flow pump 105. Upstream 108 and downstream 1 of the axial impeller 102
The stationary vane 111 is provided with an upstream hub 110 and a downstream hub 114 facing the boss 109 of the axial impeller 102, respectively.
And 111 to the pump casing 104, and the boss 109 is passed through the boss 109 and one end of which is the upstream hub.
A plurality of oblique holes 154 are formed in the side surface outer diameter portion on the 110 side, the other end of which is opened in proximity to the side surface inner diameter portion on the downstream hub 114 side, and the upstream side of the axial flow impeller 102 is formed by the oblique holes 154.
A radial flow auxiliary impeller 157 having a discharge side 155 on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 and a suction side 156 on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 is formed inside the boss 109, and between the upstream hub 110 and the boss 109. An annular orifice formed on the outer diameter side of the discharge side 155 of the auxiliary impeller 157 is provided as the dynamic sealing means 137, and this dynamic sealing means 137 is provided between the upstream hub 110 and the boss 109. Boss 109
A pressure chamber 158 communicating with the discharge side 155 of the auxiliary impeller 157 is formed adjacent to the downstream side hub 114 and the boss 109.
And an annular orifice formed between the auxiliary impeller 157 and the suction side 156 of the auxiliary impeller 157.
A narrow sliding rotation gap 119 between the rotary shaft 103 and the tip bearing 115 mounted on the dynamic sealing means 117 and the downstream hub 114 is provided on the suction side 156 of the auxiliary impeller 157 adjacent to the boss 109. Suction chamber in communication
Although not shown, the canned motor 106 having the structure shown in FIG. 1 is liquid-tightly integrated with the axial flow pump 105.
このように構成した実施例によれば、圧力室 158が上流
側ハブ 110と前記ボス 109との間の動的シール手段 137
によって軸流インペラ 102の上流側 108のポンプ流路と
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 113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
の動的シール手段 117および先端ベアリング 115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にて付勢されて圧力室 158へ流入し、この圧
力室 158から上流側ハブ 110と前記ボス 109との間の動
的シール手段 137を通って軸流インペラ 102の上流側 1
08へと循環されるが、この循環流量は前記動的シール手
段 137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 1
09の両側の圧力室 158と吸込室 159との間に大きな圧力
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への大きな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
ンペラ 102全体としての軸推力成分が大きく減少され
る。According to the embodiment configured as described above, the pressure chamber 158 forms the dynamic sealing means 137 between the upstream hub 110 and the boss 109.
Is separated from the pump flow passage on the upstream side 108 of the axial flow impeller 102 and communicates with the discharge side 155 of the auxiliary impeller 157 provided inside the boss 109, so that the auxiliary impeller 157 causes the boss 109 of the boss 109 to move. There is a pressure difference between the two sides, that is, a part of the pumping liquid on the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 is part of the dynamic sealing means 117 between the downstream hub 114 and the boss 109 and the tip bearing 115 and the rotating shaft 103. Through the narrow sliding rotation gap 119 into the suction chamber 159, is sucked into the auxiliary impeller 157, is urged by the auxiliary impeller 157 and flows into the pressure chamber 158, and the upstream side from the pressure chamber 158. Upstream of axial impeller 102 through dynamic sealing means 137 between hub 110 and said boss 109 1
However, since the dynamic sealing means 137 has a high flow resistance, the flow rate is very small, so that the pressure chamber 158 becomes a pressure close to the shutoff operation of the auxiliary impeller 157. The boss 1 having an auxiliary impeller 157 1
A large pressure difference is generated between the pressure chamber 158 and the suction chamber 159 on both sides of the 09, and this pressure difference causes a large axial thrust component to the downstream side 113 of the axial flow impeller 102 in the boss 109 and the 16th Since the axial thrust component to the upstream side of the axial flow impeller 15 generated by the pressure difference on both sides of the boss of the axial flow impeller 15 in the conventional example shown in FIGS. 18 to 18 disappears, the subtraction of the auxiliary impeller 157 The axial thrust component of the installed axial flow impeller 102 as a whole is greatly reduced.
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、大
幅な軸推力軽減効果が得られる。In addition to this, on the side of the canned motor 106, as in the embodiment shown in FIG. 1, an axial thrust component in a direction opposite to the axial thrust component generated in the axial impeller 102 is generated, so that the axial thrust is significantly reduced. The effect is obtained.
また、前記ボス 109に内設した半径流補助インペラ 157
は締切運転に近い状態で運転するので所要動力は極めて
僅かですむ。Also, the radial flow auxiliary impeller 157 installed inside the boss 109 is
Requires very little power because it operates in a state close to the deadline operation.
従って、この実施例によれば、軸流インペラ 102のボス
109に複数の斜孔 154を穿設することによって前記ボス
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との間に動的シール手段 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
んどの場合、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。Therefore, according to this embodiment, the boss of the axial impeller 102 is
By forming a plurality of oblique holes 154 in 109, the boss
Radial flow auxiliary impeller 157 is installed inside 109, and upstream hub 1
By adding a relatively simple structure in which the dynamic sealing means 137 is provided between the shaft 10 and the boss 109, even if the axial thrust component generated in the axial impeller 102 is considerably large, in most cases The axial thrust motor pump 101 as a whole can be sufficiently reduced to a predetermined value or less, or the axial thrust force can be perfectly balanced, and the axial flow canned motor pump 101 can be provided by providing the auxiliary impeller 157. The decrease in efficiency is so small that it is not a problem.
なお、下流側ハブ 114と前記ボス 109との間に動的シー
ル手段 117を設けない場合、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 103との摺
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に装着すればよい。When the dynamic seal means 117 is not provided between the downstream hub 114 and the boss 109, or when the downstream hub 114 is not provided, the sliding rotation gap 119 between the tip bearing 115 and the rotary shaft 103 is provided. In order to allow the pumped liquid to pass therethrough, a spiral groove may be formed on the inner peripheral surface of the tip bearing 115, or the tip bearing 115 may be attached to the upstream hub 110 as shown in FIG. 3 or FIG. Good.
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と後面シュラ
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 160、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。Further, the radial flow auxiliary impeller installed in the boss 109 is
As shown in FIG. 14, a radial flow auxiliary impeller 163 in which a plurality of blades 162 are sandwiched and arranged between a front shroud 160 and a rear shroud 161 is used to make the front shroud 160, the rear shroud 161 and each blade 162 thick. By
It can also be configured to double as the boss 109 of the axial impeller 102.
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に循環させ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どの
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キャンドモータポンプ11や、前記第
18図に示すように、ポンプ揚液の母液などの清澄な液を
半径流補助ポンプ12によって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。As described above, the first to fourth inventions are applied to the axial flow canned motor pump 11 configured to circulate a part of the pumped liquid in the canned motor circulation path 24 by the radial flow auxiliary pump 12, as shown in FIG. Although the applied example has been described, as shown in FIG. 17, an axial flow canned motor having a configuration in which a clear liquid such as a mother liquid for pumping the pump is passed from the external liquid source 28 to the canned motor passage 31. The pump 11 and the
As shown in FIG. 18, of course, it can be applied to the axial flow canned motor pump 11 configured to circulate a clear liquid such as the pumped liquid mother liquor to the canned motor independent circulation path 33 by the radial flow auxiliary pump 12 as well as a general-purpose motor. The same can be applied to an axial flow pump driven by.
また、上流側ハブ 110と軸流インペラ 102のボス 109と
の間の動的シール手段 137、下流側ハブ 114と前記ボス
109との間の動的シール手段 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
間の動的シール手段 145または 151は、前記半径方向隙
間の環状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、軸方向隙間の環状オリフィス
を採用することができ、さらにはラビリンス、あるいは
これら環状オリフィスやラビリンスなどの非接触式動的
シール手段に代えて、オイルシール、リップシールまた
はメカニカルシールなどの接触式動的シール手段を採用
してもよい。Also, a dynamic sealing means 137 between the upstream hub 110 and the boss 109 of the axial impeller 102, a downstream hub 114 and the boss.
The dynamic sealing means 117 with the 109 and the dynamic sealing means 145 or 151 between the radial flow assist impeller 142 and the upstream hub 110 or the downstream hub 114 are provided by the annular orifice of the radial clearance and by the slip. Except when there is axial play in the rotating shaft, such as in canned motor pumps that use bearings, annular orifices with axial clearance can be used, and in addition, labyrinths or non-orbitals such as these annular orifices and labyrinths can be used. Instead of the contact dynamic sealing means, a contact dynamic sealing means such as an oil seal, a lip seal, or a mechanical seal may be adopted.
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
ラのボスとの間に動的シール手段を設け、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
分が比較的小さい場合には、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。According to the axial thrust reducing device of the axial pump of the first aspect of the present invention, the dynamic sealing means is provided between at least one of the upstream hub and the downstream hub and the boss of the axial impeller, and the boss is evenly arranged. By adding a very simple structure of providing pressure holes, there is almost no pressure difference on both sides of the boss, and the axial thrust component generated in the axial flow impeller is reduced by several tens of percent, so that When the axial thrust component generated in the flow impeller is relatively small, it is possible to reduce the axial thrust as a whole to a predetermined value or less without lowering the efficiency of the axial pump.
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動的シール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大きな軸推
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、極めて僅かの効率低下を招く
だけで軸流ポンプ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す
ることができる。According to the axial thrust reducing device for an axial flow pump of the second invention, a radial flow auxiliary impeller is provided between the upstream hub and the axial flow impeller, and a radial shroud outer peripheral portion of the auxiliary impeller and the upstream hub are provided. By adding a simple structure in which a dynamic sealing means is provided, a large pressure difference is generated on both sides of the auxiliary impeller, and a large shaft in a direction opposite to the axial thrust component generated in the axial impeller is generated in the auxiliary impeller. Since a thrust component is generated, even if the axial thrust component generated in the axial impeller is relatively large, the axial thrust of the axial pump as a whole can be sufficiently reduced to a predetermined value or less by only causing a very slight decrease in efficiency. Alternatively, the axial thrust can be perfectly balanced.
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とも一方と軸流
インペラのボスとの間に動的シール手段を設け、および
前記ボスに均圧孔を設け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減
少するので、軸推力軽減効果がさらに向上される。According to the embodiment of the second aspect of the invention, in addition to the above configuration, a dynamic sealing means is provided between at least one of the upstream hub and the downstream hub and the boss of the axial flow impeller, and the boss is provided. By adding a very simple structure with equalizing holes, a large axial thrust component is generated in the radial flow auxiliary impeller in the direction opposite to the axial thrust component generated in the axial flow impeller, and in addition, There is almost no pressure difference between the two sides, and the axial thrust component generated in the axial flow impeller is reduced accordingly, so that the axial thrust reducing effect is further improved.
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動的シール手段を設けあるいは前
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動
的シール手段を設け、前記ボスに均圧孔を設けてなる比
較的簡単な構成を付加することによって、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大きな場合でも、極めて僅
かの効率低下を招くだけで軸流ポンプ全体としての軸推
力を所定値以下に十分軽減することができ、あるいは軸
推力を完全に平衡することができる。According to the axial thrust reducing device of the axial flow pump of the third aspect of the invention, a radial flow auxiliary impeller is provided on the downstream side of the axial flow impeller, and a pressure chamber is formed between the auxiliary impeller and the boss of the axial flow impeller. For this purpose, dynamic sealing means is provided between the outer peripheral portion of the front shroud of the auxiliary impeller and the downstream hub and between the downstream hub and the boss, or the outer peripheral portion of the front shroud of the auxiliary impeller is connected to the boss. The auxiliary impeller is closely fitted to the outer peripheral edge, a dynamic sealing means is provided between the upstream hub and the boss, and a relatively simple structure in which a pressure equalizing hole is provided in the boss is added to the auxiliary impeller. A large pressure difference is generated on both sides of the boss, and in addition to a large axial thrust component in the direction opposite to the axial thrust component generated on the axial impeller, a pressure difference is generated on both sides of the boss. As a result, the axial thrust component generated in the axial flow impeller is reduced by several tens of percent, so even if the axial thrust component generated in the axial flow impeller is comparatively large, only a slight decrease in efficiency will occur and the axial flow pump as a whole The axial thrust can be sufficiently reduced below a predetermined value, or the axial thrust can be perfectly balanced.
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動的シール手段を
設けてなる比較的簡単な構成を付加することによって、
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生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きな場合でも、極めて僅かの効率低
下を招くだけで軸流ポンプ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
に平衡することができる。According to the axial thrust reducing device of the axial flow pump of the fourth invention, the radial flow auxiliary impeller is internally provided in the boss of the axial flow impeller, and the dynamic sealing means is provided at least between the upstream hub and the boss. By adding a relatively simple configuration,
A large pressure difference is generated on both sides of the boss in which the auxiliary impeller is installed, and a considerably large axial thrust component to the downstream side of the axial impeller is generated in this boss, and the shaft generated in the boss in the conventional axial impeller is generated. Since the axial thrust component to the upstream side of the flow impeller disappears and is subtracted, the axial thrust component generated in the axial flow impeller including the boss is greatly reduced, so that the shaft generated in the axial flow impeller when the present invention is not applied. Even if the thrust component is relatively large, the axial thrust of the axial flow pump as a whole can be sufficiently reduced to a predetermined value or less, or the axial thrust can be perfectly balanced, by only causing a slight decrease in efficiency.
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と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。Therefore, any of the above inventions provides an axial thrust reducing device for an axial flow pump, which has a simple structure and is low in both equipment cost and operating cost as compared with the conventional example configured to have the same axial thrust reducing effect. be able to.
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図はそれぞれ同上他の実
施例を示す一部断面図、第11図は第３の発明を軸流キャ
ンドモータポンプに適用した実施例を示す一部断面図、
第12図は同上他の実施例を示す一部断面図、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
例を示す一部断面図、第14図は同上他の実施例を示す一
部断面図、第15図は半径流キャンドモータポンプにおけ
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キャンドモータポンプにおける軸推
力軽減装置を示す縦断面図である。 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……
上流側ハブ、 111……静止羽根、 113……軸流インペラ
の下流側、 114……下流側ハブ、 116……均圧孔、 117
……動的シール手段、 118……下流側圧力バランス室、
137……動的シール手段、 138……上流側圧力バランス
室、 142……半径流補助インペラ、 143……半径流補助
インペラの目玉部、 144……前面シュラウド外周部、 1
45……動的シール手段、 146……半径流補助インペラの
吐出側、 147……圧力室、 150……上流側圧力バランス
室、 151……動的シル手段、 152……圧力室、 155……
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。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which the first invention is applied to an axial-flow canned motor pump, and FIGS. 2 to 5 are partial sectional views showing another embodiment of the same, respectively, and FIG. Is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which the second invention is applied to an axial-flow canned motor pump, FIGS. 7 to 10 are partial sectional views showing other embodiments of the same as above, and FIG. 11 is a third embodiment. Sectional view showing an embodiment in which the invention of FIG.
FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the same as above, FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing one embodiment of applying the fourth invention to an axial flow canned motor pump, and FIG. FIG. 15 is a partial sectional view showing an embodiment, FIG. 15 is a vertical sectional view showing a shaft thrust reducing device in a radial flow canned motor pump, and FIGS. 16 to 18 are axial thrust reducing devices in conventional axial canned motor pumps, respectively. FIG. 102 …… Axial flow impeller, 103 …… Rotary shaft, 104 …… Pump casing, 105 …… Axial flow pump, 108 …… Upstream side of axial flow impeller, 109 …… Axial flow impeller boss, 110 ……
Upstream hub, 111 …… Still vanes, 113 …… Downstream of axial impeller, 114 …… Downstream hub, 116 …… Equalization hole, 117
...... Dynamic sealing means, 118 …… Downstream pressure balance chamber,
137 ... Dynamic sealing means, 138 ... Upstream pressure balance chamber, 142 ... Radial flow auxiliary impeller, 143 ... Radial flow auxiliary impeller centerpiece, 144 ... Front shroud outer circumference, 1
45 ... Dynamic sealing means, 146 ... Radial flow auxiliary impeller discharge side, 147 ... Pressure chamber, 150 ... Upstream pressure balance chamber, 151 ... Dynamic sill means, 152 ... Pressure chamber, 155 ... …
Discharge side of radial flow auxiliary impeller, 156 …… Suction side of radial flow auxiliary impeller, 157 …… Radial flow auxiliary impeller, 158 ……
Pressure chamber, 163 ... Radial flow auxiliary impeller.
Claims (6)
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動的シール手段によって前
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。1. A hub provided axially through a boss of an axial flow impeller disposed in a pump casing, the hub facing the boss on at least one of an upstream side and a downstream side of the axial flow impeller. Is fixed to the pump casing via stationary blades, and is provided adjacent to the boss by a dynamic sealing means provided between the hub and the boss on the outer diameter side of the pressure equalizing hole. An axial thrust reducing device for an axial flow pump, characterized in that a pressure balance chamber communicating with the pressure equalizing hole is formed.
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動的シール手段によって
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。2. A hub facing the boss of the axial impeller is fixed to at least the upstream side of the axial impeller arranged in the pump casing via the stationary blades in the pump casing, and the hub and the upstream hub are fixed. A radial flow auxiliary impeller is disposed between the radial flow auxiliary impeller and the axial flow impeller with its center portion facing the axial flow impeller, and is inserted into the rotary shaft together with the axial flow impeller. A pressure chamber communicating with the discharge side of the radial flow auxiliary impeller is formed between the upstream hub and the radial flow auxiliary impeller by dynamic sealing means provided between the upstream hub and the upstream hub. Axial thrust reduction device for axial flow pumps.
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動的シール手段によって前記
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。3. A pressure equalizing hole penetrating in the axial direction is provided in the boss of the axial flow impeller, and the pressure equalizing hole is provided between at least one of the upstream and downstream hubs of the axial flow impeller and the boss. 3. The axial thrust force of the axial flow pump according to claim 2, wherein a pressure balance chamber that is adjacent to the boss and communicates with the pressure equalizing hole is formed by a dynamic sealing means provided on the outer diameter side. Mitigation device.
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動的シール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
間の動的シール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。4. The front surface of the radial flow auxiliary impeller is closely fitted to the boss of the axial flow impeller with the outer periphery of the front shroud of the radial flow auxiliary impeller, and dynamic sealing means provided between the upstream hub and the boss is provided. 4. A shaft thrust reducing device for an axial flow pump according to claim 3, which is also used as a dynamic sealing means between the outer peripheral portion of the shroud and the upstream hub.
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
に位置して設けた動的シール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対側に向けて配設
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。5. An axial flow impeller arranged in a pump casing.
The boss of the rotor is provided with a pressure equalizing hole penetrating in the axial direction, and the axial flow
A hub facing the boss is provided at least on the upstream side of the impeller.
Fixed to the pump casing via stationary blades,
Outer diameter side than the pressure equalizing hole between the upstream hub and the boss
Next to the boss by the dynamic sealing means located at
Form an upstream pressure balance chamber that is in contact with and communicates with the pressure equalizing hole.
And a radial flow auxiliary impeller on the downstream side of the axial flow impeller.
Is installed with its center part facing the opposite side of the axial impeller.
Then, insert it into the rotating shaft together with this axial flow impeller,
Adjacent to this boss between the radial flow impeller and the boss
On the discharge side of the pressure equalizing hole and the radial flow auxiliary impeller.
Axial flow pump characterized by forming a communicating pressure chamber
Axial thrust reduction device.
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動的シール
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。6. A radial flow auxiliary impeller having a discharge side on the upstream side of the axial flow impeller and a suction side on the downstream side is provided inside the boss of the axial flow impeller arranged in the pump casing, A hub facing the boss is fixedly installed on the pump casing at least on the upstream side via a stationary blade,
By a dynamic sealing means provided between the upstream hub and the boss, the outer diameter side of which is located outside the discharge side of the radial flow auxiliary impeller, the discharge side of the radial flow auxiliary impeller is adjacent to the boss. An axial thrust reducing device for an axial flow pump, wherein a pressure chamber communicating with the axial flow pump is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32845388A JPH0615873B2 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Axial thrust reduction device for axial flow pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32845388A JPH0615873B2 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Axial thrust reduction device for axial flow pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173393A JPH02173393A (en) | 1990-07-04 |
| JPH0615873B2 true JPH0615873B2 (en) | 1994-03-02 |
Family
ID=18210441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32845388A Expired - Lifetime JPH0615873B2 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Axial thrust reduction device for axial flow pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615873B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102748322A (en) * | 2012-06-29 | 2012-10-24 | 江苏国泉泵业制造有限公司 | Double-vane axial flow pump |
| CN102748300A (en) * | 2012-06-29 | 2012-10-24 | 江苏国泉泵业制造有限公司 | Spiral axial-flow pump |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4844414B2 (en) * | 2007-01-31 | 2011-12-28 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Tubular pump |
| CN107806416A (en) * | 2017-10-20 | 2018-03-16 | 项达章 | A kind of forced circulation axial-flow pump |
| JP7240352B2 (en) * | 2020-04-30 | 2023-03-15 | ダイハツ工業株式会社 | electric pump |
| JP2022124981A (en) * | 2021-02-16 | 2022-08-26 | 有限会社 創英技研 | Bearing slide mechanism |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32845388A patent/JPH0615873B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102748322A (en) * | 2012-06-29 | 2012-10-24 | 江苏国泉泵业制造有限公司 | Double-vane axial flow pump |
| CN102748300A (en) * | 2012-06-29 | 2012-10-24 | 江苏国泉泵业制造有限公司 | Spiral axial-flow pump |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02173393A (en) | 1990-07-04 |
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