JPH08121377A - ポンプ装置 - Google Patents
ポンプ装置Info
- Publication number
- JPH08121377A JPH08121377A JP25498094A JP25498094A JPH08121377A JP H08121377 A JPH08121377 A JP H08121377A JP 25498094 A JP25498094 A JP 25498094A JP 25498094 A JP25498094 A JP 25498094A JP H08121377 A JPH08121377 A JP H08121377A
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- Japan
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- pressure
- thrust
- bearing
- suction
- balance chamber
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Abstract
(57)【要約】
【構成】高い吸込圧力を受けるポンプ装置でポンプ運転
中や停止中に発生する大きな初期軸方向スラストに対
し、外部より圧力バランス室７に高圧水を供給あるいは
外部へ圧力バランス室７の水を放出することにより、反
対方向のスラストを発生させ初期軸方向スラストを相殺
する。 【効果】初期軸方向スラストを低減することにより、軸
受の負荷を軽減することができる。したがって、軸受と
して負荷容量の小さなものが採用でき、さらに軸受およ
び軸受潤滑油の発熱も抑制されるため、冷却装置を適当
なものあるいは不要とすることができる。
中や停止中に発生する大きな初期軸方向スラストに対
し、外部より圧力バランス室７に高圧水を供給あるいは
外部へ圧力バランス室７の水を放出することにより、反
対方向のスラストを発生させ初期軸方向スラストを相殺
する。 【効果】初期軸方向スラストを低減することにより、軸
受の負荷を軽減することができる。したがって、軸受と
して負荷容量の小さなものが採用でき、さらに軸受およ
び軸受潤滑油の発熱も抑制されるため、冷却装置を適当
なものあるいは不要とすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、運転状態によって吸込
圧力が大きく変化するポンプ装置、あるいは高い吸込圧
力を受けるポンプ装置に関する。
圧力が大きく変化するポンプ装置、あるいは高い吸込圧
力を受けるポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に示すような単段片吸込ポンプにお
いて、高い吸込圧力を受ける場合、ポンプ停止時は軸封
していることにより吸込圧力による軸方向スラストＦが
図中右方向に働く。
いて、高い吸込圧力を受ける場合、ポンプ停止時は軸封
していることにより吸込圧力による軸方向スラストＦが
図中右方向に働く。
【０００３】吸込圧力による軸スラストＦは数１で表わ
される。
される。
【０００４】
【数１】 Ｆ＝(π／４)Ｄｂ2Ｐｓ （数１） ここで、Ｄｂはメカニカルシールバランス直径、Ｐｓは
吸込圧力である。
吸込圧力である。
【０００５】運転中は、羽根車前面シュラウドと羽根車
後面シュラウドの外面に働く圧力に起因するスラスト
Ｆ′により、スラストＦは相殺される。
後面シュラウドの外面に働く圧力に起因するスラスト
Ｆ′により、スラストＦは相殺される。
【０００６】軸スラストを低減させる方法として、例え
ば、特開昭57−46087 号公報のポンプスラスト低減装置
の技術が知られている。これは、バランス室と吸込側と
をバランス管によりつなぎ、バランス管の途中に圧力調
整弁を設け吸込圧力の変化，ポンプの運転状態に応じて
発生するスラストを防止するように圧力調整弁の開度を
制御するようにしたポンプ装置である。この公知例で
は、吸込圧力が低く、運転時に羽根車前後シュラウド背
面間で発生するスラストＦ′に比べて、吸込圧力による
数１の軸スラストＦが無視できる程小さい場合に、スラ
ストＦ′をバランスさせることは可能である。しかし、
上記のように吸込圧力が高く、大きな軸スラストＦが働
くような場合には、そのスラストＦまでも制御すること
は不可能である。
ば、特開昭57−46087 号公報のポンプスラスト低減装置
の技術が知られている。これは、バランス室と吸込側と
をバランス管によりつなぎ、バランス管の途中に圧力調
整弁を設け吸込圧力の変化，ポンプの運転状態に応じて
発生するスラストを防止するように圧力調整弁の開度を
制御するようにしたポンプ装置である。この公知例で
は、吸込圧力が低く、運転時に羽根車前後シュラウド背
面間で発生するスラストＦ′に比べて、吸込圧力による
数１の軸スラストＦが無視できる程小さい場合に、スラ
ストＦ′をバランスさせることは可能である。しかし、
上記のように吸込圧力が高く、大きな軸スラストＦが働
くような場合には、そのスラストＦまでも制御すること
は不可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い吸込圧
力により発生する、大きな軸スラストを低減するもので
ある。従来高い吸込圧力を受けるポンプ装置では、軸ス
ラストがあるため、負荷容量の大きな軸受を設置し、軸
受潤滑油の温度上昇を抑えるための大がかりな冷却装置
を必要としている。本発明により軸方向スラストの低減
を実現することで軸受負荷を低減し、軸受として負荷容
量の小さなものを採用できる。さらに、軸受および軸受
潤滑油の冷却装置を小型化できあるいは不要とできる。
その結果、ポンプ本体の信頼性を大きく向上でき、また
コスト削減につながる。
力により発生する、大きな軸スラストを低減するもので
ある。従来高い吸込圧力を受けるポンプ装置では、軸ス
ラストがあるため、負荷容量の大きな軸受を設置し、軸
受潤滑油の温度上昇を抑えるための大がかりな冷却装置
を必要としている。本発明により軸方向スラストの低減
を実現することで軸受負荷を低減し、軸受として負荷容
量の小さなものを採用できる。さらに、軸受および軸受
潤滑油の冷却装置を小型化できあるいは不要とできる。
その結果、ポンプ本体の信頼性を大きく向上でき、また
コスト削減につながる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、片吸込羽根車を軸端に持ち、前記羽根車
背面に軸封装置および軸を支持する軸受を有するポンプ
装置で、半径隙間を介して、羽根車の前面シュラウドあ
るいは後面シュラウドあるいはその両方とポンプケーシ
ングとの間に包囲形成される圧力バランス室を設け、そ
こへポンプの外部より供給される高圧水を供給すること
によりあるいはポンプの外部へ水を放出することにより
ポンプケーシング内の前記圧力バランス室圧力を調節
し、高い吸込圧力による軸スラストを相殺するスラスト
を発生させ、スラストを低減する手段を設けている。さ
らに、スラストを発生させるため差圧を計算し弁を調節
するための制御装置および計算のもととなる圧力を測定
するために配置された圧力計から構成される。
に、本発明は、片吸込羽根車を軸端に持ち、前記羽根車
背面に軸封装置および軸を支持する軸受を有するポンプ
装置で、半径隙間を介して、羽根車の前面シュラウドあ
るいは後面シュラウドあるいはその両方とポンプケーシ
ングとの間に包囲形成される圧力バランス室を設け、そ
こへポンプの外部より供給される高圧水を供給すること
によりあるいはポンプの外部へ水を放出することにより
ポンプケーシング内の前記圧力バランス室圧力を調節
し、高い吸込圧力による軸スラストを相殺するスラスト
を発生させ、スラストを低減する手段を設けている。さ
らに、スラストを発生させるため差圧を計算し弁を調節
するための制御装置および計算のもととなる圧力を測定
するために配置された圧力計から構成される。
【０００９】
【作用】上記手段の構成による働きを次に述べる。
【００１０】高い吸込圧力を受けるポンプ装置でポンプ
停止中，起動時に発生する大きな軸方向スラストに対
し、外部より圧力バランス室に高圧水を供給あるいは外
部へ圧力バランス室の水を放出することにより、軸方向
スラストとは反対方向のスラストを発生させ相殺し、軸
受負荷を軽減する。
停止中，起動時に発生する大きな軸方向スラストに対
し、外部より圧力バランス室に高圧水を供給あるいは外
部へ圧力バランス室の水を放出することにより、軸方向
スラストとは反対方向のスラストを発生させ相殺し、軸
受負荷を軽減する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１２】図１は、軸受側及び吸込側に圧力バランス
室を設けて、高圧水を供給することにより初期スラスト
に対向するスラストを発生させ相殺させることとした請
求項１に係るポンプ装置である。半径隙間９ｃ，９ｄを
介して羽根車２の羽根前面シュラウド２ｂとポンプケー
シング１ａとの間に包囲形成される吸込側圧力バランス
室７ｂ，半径隙間９ａ，９ｂを介して羽根車後面シュラ
ウド２ａとポンプケーシング１ｂとの間に包囲形成され
る軸受側圧力バランス室７ａを設置する。圧力バランス
室７ａ，７ｂは高圧水源２０ａと流水管２３により連通
されており、管の途中には圧力調節のための弁２１ａ，
２１ｂが設置されている。さらに、弁２１ａ，２１ｂの
開度を制御するための弁制御装置２２が設置されてい
る。
室を設けて、高圧水を供給することにより初期スラスト
に対向するスラストを発生させ相殺させることとした請
求項１に係るポンプ装置である。半径隙間９ｃ，９ｄを
介して羽根車２の羽根前面シュラウド２ｂとポンプケー
シング１ａとの間に包囲形成される吸込側圧力バランス
室７ｂ，半径隙間９ａ，９ｂを介して羽根車後面シュラ
ウド２ａとポンプケーシング１ｂとの間に包囲形成され
る軸受側圧力バランス室７ａを設置する。圧力バランス
室７ａ，７ｂは高圧水源２０ａと流水管２３により連通
されており、管の途中には圧力調節のための弁２１ａ，
２１ｂが設置されている。さらに、弁２１ａ，２１ｂの
開度を制御するための弁制御装置２２が設置されてい
る。
【００１３】高い吸込圧力を受ける単段片吸込ポンプ装
置で働く軸方向スラストは、数１により表わされる。
置で働く軸方向スラストは、数１により表わされる。
【００１４】本発明は、ポンプ停止中，起動時に働く高
い吸込圧力による軸方向スラストＦを相殺するため、圧
力バランス室の圧力を調節することで逆方向のスラスト
Ｆを発生させ、軸受の負荷を軽減するものである。
い吸込圧力による軸方向スラストＦを相殺するため、圧
力バランス室の圧力を調節することで逆方向のスラスト
Ｆを発生させ、軸受の負荷を軽減するものである。
【００１５】図１の実施例の場合、吸込側圧力バランス
室７ａと軸受側圧力バランス室７ｂとの圧力差によって
生じる軸方向スラストＦ′は、数２で表される。
室７ａと軸受側圧力バランス室７ｂとの圧力差によって
生じる軸方向スラストＦ′は、数２で表される。
【００１６】
【数２】 Ｆ′＝(π／４)｛(Ｄ1 2−Ｄ2 2)Ｐ1−(Ｄ4 2−Ｄ3 2)Ｐ3｝ （数２） すなわち弁制御装置２２により吸込圧力Ｐｓ，吸込側圧
力バランス室圧力Ｐ３，軸受側圧力バランス室圧力Ｐ１
を検出し、吸込圧力によるスラストＦを相殺するような
スラストＦ′を発生する圧力バランス室７ａと７ｂの差
圧を算出して、その差圧になるよう弁の開度を調節する
ことにより、スラスト低減を実現し軸受負荷を低減する
ものである。尚、図１で、圧力調整弁を吸込側圧力バラ
ンス室への流水管と軸受側圧力バランス室への流水管の
２ヵ所に設置しているが、軸受側の弁を省略し吸込側一
つとした構成でも上述したようなスラスト相殺が実現で
きる。
力バランス室圧力Ｐ３，軸受側圧力バランス室圧力Ｐ１
を検出し、吸込圧力によるスラストＦを相殺するような
スラストＦ′を発生する圧力バランス室７ａと７ｂの差
圧を算出して、その差圧になるよう弁の開度を調節する
ことにより、スラスト低減を実現し軸受負荷を低減する
ものである。尚、図１で、圧力調整弁を吸込側圧力バラ
ンス室への流水管と軸受側圧力バランス室への流水管の
２ヵ所に設置しているが、軸受側の弁を省略し吸込側一
つとした構成でも上述したようなスラスト相殺が実現で
きる。
【００１７】図２は、軸受側のみに圧力バランス室を設
けて、高圧水を供給し軸方向スラストに対向するスラス
トを発生させ相殺することとした請求項３のポンプ装置
である。半径隙間９ａ，９ｂを介して、羽根車２の羽根
車後面シュラウド２ａとポンプケーシング１ｂとの間に
包囲形成される軸受側圧力バランス室７ａを設置する。
圧力バランス室７ａは高圧水源２０ａと流水管２３によ
り連通されており、管の途中には圧力調節のための弁２
１ａが設置されている。さらに、弁２１ａの開度を制御
するための弁制御装置２２が設置されている。
けて、高圧水を供給し軸方向スラストに対向するスラス
トを発生させ相殺することとした請求項３のポンプ装置
である。半径隙間９ａ，９ｂを介して、羽根車２の羽根
車後面シュラウド２ａとポンプケーシング１ｂとの間に
包囲形成される軸受側圧力バランス室７ａを設置する。
圧力バランス室７ａは高圧水源２０ａと流水管２３によ
り連通されており、管の途中には圧力調節のための弁２
１ａが設置されている。さらに、弁２１ａの開度を制御
するための弁制御装置２２が設置されている。
【００１８】図２のポンプ装置の場合、軸受側圧力バラ
ンス室７ｂと羽根車前面シュラウド背面との圧力差によ
って生じる軸方向スラストは、数３で表わされる。
ンス室７ｂと羽根車前面シュラウド背面との圧力差によ
って生じる軸方向スラストは、数３で表わされる。
【００１９】
【数３】 Ｆ′＝(π／４)｛(Ｄ1 2−Ｄ2 2)Ｐ1−(Ｄ1 2−Ｄ3 2)Ｐｄ｝ （数３） すなわち、弁制御装置２２により吸込圧力Ｐｓ，吐出圧
力Ｐｄ，軸受側圧力バランス室圧力Ｐ１を検出し、吸込
圧力によるスラストＦを相殺するようなスラストＦ′を
発生する差圧を算出して、その差圧になるよう弁の開度
の調節をすることにより、スラスト低減を実現し軸受負
荷を低減するものである。
力Ｐｄ，軸受側圧力バランス室圧力Ｐ１を検出し、吸込
圧力によるスラストＦを相殺するようなスラストＦ′を
発生する差圧を算出して、その差圧になるよう弁の開度
の調節をすることにより、スラスト低減を実現し軸受負
荷を低減するものである。
【００２０】図３は、吸込側に圧力バランス室を設け
て、水を外部に放出し、軸方向スラストに対向するスラ
ストを発生させ相殺することとした請求項５のポンプ装
置である。
て、水を外部に放出し、軸方向スラストに対向するスラ
ストを発生させ相殺することとした請求項５のポンプ装
置である。
【００２１】この場合、軸受側圧力バランス室７ｂと羽
根車後面シュラウド背面との圧力差によって生じる軸方
向スラストは、数４で表わされる。
根車後面シュラウド背面との圧力差によって生じる軸方
向スラストは、数４で表わされる。
【００２２】
【数４】 Ｆ′＝(π／４)｛(Ｄ4 2−Ｄ2 2)Ｐｄ−(Ｄ4 2−Ｄ2 3)Ｐ3｝ （数４） 弁制御装置２２により吸込圧力Ｐｓ，吐出圧力Ｐｄ，吸
込側圧力バランス室圧力Ｐ３を検出し、吸込圧力による
スラストＦを相殺するスラストＦ′を発生するような差
圧となるよう弁の開度の調節を行うことにより、スラス
ト低減を実現し軸受負荷を低減するものである。
込側圧力バランス室圧力Ｐ３を検出し、吸込圧力による
スラストＦを相殺するスラストＦ′を発生するような差
圧となるよう弁の開度の調節を行うことにより、スラス
ト低減を実現し軸受負荷を低減するものである。
【００２３】図４は、図１と同様に吸込側と軸受側に圧
力バランス室を設けて吸込側圧力バランス室の水を放出
し、軸受側圧力バランス室に高圧水を供給することによ
り吸込圧力によるスラストに対向するスラストを発生さ
せ相殺することとした請求項７のポンプ装置である。
力バランス室を設けて吸込側圧力バランス室の水を放出
し、軸受側圧力バランス室に高圧水を供給することによ
り吸込圧力によるスラストに対向するスラストを発生さ
せ相殺することとした請求項７のポンプ装置である。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、高い吸込圧力による軸
方向スラストは低減され、軸受の負荷を軽減することが
できる。したがって、負荷容量の小さな軸受が採用で
き、さらに軸受潤滑油の冷却装置を小型化でき、あるい
は不要とすることができる。
方向スラストは低減され、軸受の負荷を軽減することが
できる。したがって、負荷容量の小さな軸受が採用で
き、さらに軸受潤滑油の冷却装置を小型化でき、あるい
は不要とすることができる。
【図１】本発明の一実施例のポンプ装置の説明図。
【図２】本発明の第二の実施例のポンプ装置の説明図。
【図３】本発明の第三の実施例のポンプ装置の説明図。
【図４】本発明の第四の実施例のポンプ装置の説明図。
【図５】単段片吸込ポンプ装置に働くスラスト力の説明
図。
図。
１ａ…ポンプケーシング、１ｂ…軸受側ポンプケーシン
グ、２…羽根車、２ａ…羽根車後面シュラウド、２ｂ…
羽根車全面シュラウド、３…軸、４ａ…ラジアル軸受、
４ｂ，４ｃ…スラスト軸受、５…メカニカルシール、６
ａ…大径軸受側円筒、６ｂ…小径軸受側円筒、６ｃ…小
径吸込側円筒、６ｄ…大径吸込側円筒、７ａ…軸受側圧
力バランス室、７ｂ…吸込側圧力バランス室、８…バラ
ンスホール、９ａ〜９ｄ…半径隙間、１１…ポンプ吸込
口、１２…ポンプ吐出口、２０ａ…高圧水源、２０ｂ…
低圧水源、２１ａ，２１ｂ…調圧弁、２２…弁制御装
置、２３…流水管。
グ、２…羽根車、２ａ…羽根車後面シュラウド、２ｂ…
羽根車全面シュラウド、３…軸、４ａ…ラジアル軸受、
４ｂ，４ｃ…スラスト軸受、５…メカニカルシール、６
ａ…大径軸受側円筒、６ｂ…小径軸受側円筒、６ｃ…小
径吸込側円筒、６ｄ…大径吸込側円筒、７ａ…軸受側圧
力バランス室、７ｂ…吸込側圧力バランス室、８…バラ
ンスホール、９ａ〜９ｄ…半径隙間、１１…ポンプ吸込
口、１２…ポンプ吐出口、２０ａ…高圧水源、２０ｂ…
低圧水源、２１ａ，２１ｂ…調圧弁、２２…弁制御装
置、２３…流水管。
Claims (1)
- 【請求項１】片吸込みの羽根車を軸端に持ち、前記羽根
車の背面に軸封装置および軸を支持する軸受を有するポ
ンプ装置において、半径隙間を介して、前記羽根車の前
面シュラウドとケーシングとの間に包囲形成される吸込
側圧力バランス室および羽根車後面シュラウドと前記ケ
ーシングとの間に包囲形成される軸受側圧力バランス室
を設け、前記圧力バランス室に外部より高圧水を供給す
るための流水管，弁，弁制御装置を配置し構成したこと
を特徴とするポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25498094A JPH08121377A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25498094A JPH08121377A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | ポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08121377A true JPH08121377A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17272548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25498094A Pending JPH08121377A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08121377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109340121A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 兰州理工大学 | 一种节段式多级泵的调节平衡系统 |
-
1994
- 1994-10-20 JP JP25498094A patent/JPH08121377A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109340121A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 兰州理工大学 | 一种节段式多级泵的调节平衡系统 |
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