JPH08296586A - Vertical shaft type submerged pump device for liquified gas tank - Google Patents
Vertical shaft type submerged pump device for liquified gas tankInfo
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- JPH08296586A JPH08296586A JP10228595A JP10228595A JPH08296586A JP H08296586 A JPH08296586 A JP H08296586A JP 10228595 A JP10228595 A JP 10228595A JP 10228595 A JP10228595 A JP 10228595A JP H08296586 A JPH08296586 A JP H08296586A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液化ガスタンク用潜没ポ
ンプ装置に係り、特に液化天然ガス等の液化ガスを貯蔵
する液化ガスタンク用の液中モ−タ型の潜没ポンプ装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a submerged pump device for a liquefied gas tank, and more particularly to a submerged motor type submerged pump device for a liquefied gas tank for storing a liquefied gas such as liquefied natural gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平1−301990号公報に記載さ
れている従来の液化ガスタンク用潜没ポンプ装置を図7
に示す。液化ガスタンク1内に、垂直に揚液管2を垂下
形成しておく。揚液管2の内部にはポンプ5を外部から
挿入装着する。これにはヘッドプレ−ト8からワイヤ4
によってポンプ5を垂直に吊り下げ(高さ数10m)、
ワイヤ4を下げて、揚液管2下部の座面6にポンプ5を
着座することで実現する。ポンプ5は、昇圧を行う羽根
車(インペラ)部5Bと、ポンプの軸につながりこの軸
を回転する回転駆動部(回転駆動は例えばモータで行
う)5Aとから成る。座面6は吸込口3に通じており、
ポンプ5は吸込弁3Aからの液化ガスを、ポンプ5で昇
圧し、羽根車部5Bの吐出側に設けられた複数の吐出通
路5Pから吐出させる。この吐出液化ガスは通路5Pを
出て揚液管2内を上方に流れ吐出管7から吐出される。
ポンプ5を起動した場合、吐出液で揚液管2内が満たさ
れるまでの数分間は、ポンプ5は、所定の吐出圧力より
かなり低い吐出圧力で運転する。この数分間は、液を押
し上げるだけのわずかな吐出圧だけで充分なためであ
る。この後に通常の運転状態に入る。2. Description of the Related Art A conventional submerged pump device for a liquefied gas tank disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-301990 is shown in FIG.
Shown in In the liquefied gas tank 1, a lift pipe 2 is vertically formed so as to hang down. The pump 5 is inserted into the pumping pipe 2 from the outside and mounted. This includes head plate 8 to wire 4
Suspend the pump 5 vertically (height: 10 m),
This is achieved by lowering the wire 4 and seating the pump 5 on the seat surface 6 below the pumping pipe 2. The pump 5 includes an impeller (impeller) section 5B for increasing the pressure, and a rotary drive section (rotational drive is performed by, for example, a motor) 5A connected to a shaft of the pump and rotating the shaft. The seat surface 6 leads to the suction port 3,
The pump 5 boosts the pressure of the liquefied gas from the suction valve 3A by the pump 5 and discharges it from a plurality of discharge passages 5P provided on the discharge side of the impeller portion 5B. The discharged liquefied gas flows out of the passage 5P, flows upward in the pumping pipe 2, and is discharged from the discharge pipe 7.
When the pump 5 is started, the pump 5 operates at a discharge pressure considerably lower than a predetermined discharge pressure for several minutes until the discharge pipe is filled with the discharge liquid. This is because these few minutes require only a slight discharge pressure to push up the liquid. After this, the normal operating state is entered.
【0003】図7のポンプ5は一般に立軸形ポンプとよ
ばれるが、この立軸ポンプの従来例には、特公昭61−
5558号がある。かかる立軸ポンプでは、回転駆動部
5Bの配置位置と羽根車部5Aの配置位置との間付近
に、回転軸を支持する玉軸受(例えば、単列深みぞ型の
玉軸受)を設け、更に玉軸受への運転時のスラスト荷重
による軸受損傷を防止するために、この軸受の近くにバ
ランスディスク等から成る軸スラスト平衡装置を設けて
いる。玉軸受は、ポンプの起動・停止時に回転軸の軸受
として働く。一方、起動・停止でない、通常の運転中に
おいては、玉軸受の代わりに静圧軸受が働くように軸ス
ラスト平衡装置が構成されている。これには、静圧軸受
を設けておき、運転時に、玉軸受に代わって静圧軸受が
軸受として働くような機構にしておけばよい。尚、軸ス
ラスト平衡装置としては特公昭58−25876号があ
る。The pump 5 shown in FIG. 7 is generally called a vertical shaft type pump. A conventional example of this vertical shaft pump is Japanese Patent Publication No. 61-.
There is number 5558. In such a vertical shaft pump, a ball bearing (for example, a single-row deep groove type ball bearing) that supports the rotary shaft is provided near the position where the rotary drive unit 5B is arranged and the position where the impeller unit 5A is arranged. In order to prevent the bearing from being damaged by a thrust load during operation, a shaft thrust balancer including a balance disk or the like is provided near the bearing. The ball bearing works as a bearing for the rotating shaft when starting and stopping the pump. On the other hand, the shaft thrust balancer is configured so that the static pressure bearing works in place of the ball bearing during normal operation without starting / stopping. For this purpose, a static pressure bearing may be provided so that the static pressure bearing functions as a bearing instead of the ball bearing during operation. As a shaft thrust balancer, there is Japanese Patent Publication No. 58-25876.
【0004】このように、特公昭61−5558号の立
軸ポンプでは、ポンプ運転時、玉軸受に負荷されるスラ
スト荷重をゼロにする軸スラスト平衡装置を設けてあ
り、ポンプ通常運転中は、この軸受にはラジアル荷重の
みが作用する。但し、このラジアル荷重は、静圧軸受が
主として受けるため、実質、玉軸受は補助的な役割をす
るだけである。しかし実際には軸スラスト平衡装置は、
ポンプが所定の吐出圧力を発生した状態で機能するた
め、玉軸受には、吐出液が揚液管内を満たすまでの数分
間、ポンプロ−タの重量や、インペラの下向き推力と言
った大きなスラスト荷重が負荷される。As described above, in the vertical shaft pump of Japanese Patent Publication No. 61-5558, an axial thrust balancer is provided to reduce the thrust load applied to the ball bearings to zero during pump operation. Only radial load acts on the bearing. However, since the radial load is mainly received by the hydrostatic bearing, the ball bearing essentially only plays an auxiliary role. However, in reality, the axial thrust balancer
Because the pump functions under the condition that the discharge pressure is generated, the ball bearing has a large thrust load such as the weight of the pump rotor and the downward thrust of the impeller for several minutes until the discharge liquid fills the pumping pipe. Is loaded.
【0005】ポンプが比較的小型で揚液管が小口径の時
は、満液時間が短く、直ちにスラスト平衡装置が働く
が、ポンプの大容量化等によって、揚液管の大口径化が
なされた場合、ポンプを起動してから液が揚液管を満た
すまでに要する時間が更に延長し、それに伴いスラスト
荷重が玉軸受に加わる時間も長くなり、軸受寿命を著し
く短縮してしまうため、ポンプの長期安定運転を望むこ
とができなかった。従って、従来では軸受に単列深みぞ
型の玉軸受を使用してきたが、上記のような問題に対処
する必要性が出てきた。When the pump is relatively small and the pump has a small diameter, the liquid filling time is short and the thrust balancer works immediately. However, the pump has a large capacity and the diameter of the pump is increased. In this case, the time it takes for the liquid to fill the pumping pipe after starting the pump is further extended, and the thrust load is also added to the ball bearing for a longer time, which significantly shortens the bearing life. I could not hope for long-term stable driving. Therefore, conventionally, a single-row deep groove type ball bearing has been used as the bearing, but it has become necessary to deal with the above problems.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の液化ガスタンク用潜没ポンプ装置における軸受を
構成する単列深みぞ型の玉軸受は、スラスト荷重にも耐
えられる構造とは言え、更なる大きなスラスト荷重に対
しては余裕がなかった。図6には、潜没形立軸ポンプの
起動直後のシステムヘッドカーブを示す。この左側のカ
ーブは、横軸が吐出流量、縦軸が吐出出力を示し、が
起動時、以後、、、と変化してゆく様子を示し
ている。約3分後にの状態となって吐出管7から昇圧
液化ガスが吐出する。右側のポンプ装置は、揚液管2
と、ポンプ5と、ヘッドプレート8と、吐出管7より成
る例を示している。As described above,
The single-row deep groove type ball bearing that constitutes the bearing in the conventional submerged pump device for a liquefied gas tank has a structure capable of withstanding a thrust load, but has no allowance for a larger thrust load. FIG. 6 shows the system head curve immediately after starting the submersible vertical pump. The curve on the left side shows the discharge flow rate on the horizontal axis, the discharge output on the vertical axis, and how the changes from start to start, and so on. The pressurized liquefied gas is discharged from the discharge pipe 7 after about 3 minutes. The pump device on the right side is the pump 2
, A pump 5, a head plate 8 and a discharge pipe 7 are shown.
【0007】先ず、ポンプ5を起動すると、吐出液で揚
液管2内を満了するまでの数分間は液を押し上げるだけ
のわずかな吐出圧力で充分であり、ポンプ5は定格吐出
圧力よりかなり低い吐出圧力で運転され大液量運転とな
る。揚液管2内の液面が除々に上がると同時に、ポンプ
のシステムヘッドカーブも変化してゆく。液が揚液管2
を満たし上部吐出管20によって絞られ初めて定格の吐
出圧力となる。特にポンプが大型化し、揚液管2が大口
径となった場合、定格吐出圧力になるまで更に時間が延
長され、軸スラスト平衡装置が作動せず、玉軸受に多大
なスラスト荷重が負荷されることになる。このようにポ
ンプが大型化した場合などは、ポンプロ−タやインペラ
等の羽根車部の重量が増大し、玉軸受にも大きなスラス
ト荷重が負荷されることになる。更に揚液管の大口径化
により、ポンプが起動してから液が揚液管を満たし、所
定の吐出圧力となるまでに時間を要し、スラストバラン
ス機構が正常に働くまでに長時間スラスト荷重が玉軸受
に負荷されることになり、これらによって軸受寿命が更
に短縮してしまうという問題があった。First, when the pump 5 is started, a slight discharge pressure sufficient to push up the liquid is sufficient for several minutes until the inside of the pumping pipe 2 is completely filled with the discharge liquid, and the pump 5 is considerably lower than the rated discharge pressure. It operates at the discharge pressure and operates in a large liquid volume. At the same time as the liquid level in the pumping pipe 2 gradually rises, the system head curve of the pump also changes. Liquid is pumping pipe 2
The discharge pressure reaches the rated value only when the discharge pressure is satisfied by the upper discharge pipe 20. Especially when the pump becomes large and the pumping pipe 2 has a large diameter, the time is further extended until the rated discharge pressure is reached, the axial thrust balancing device does not operate, and a large thrust load is applied to the ball bearing. It will be. When the size of the pump is increased in this way, the weight of the impeller parts such as the pump rotor and impeller increases, and a large thrust load is also applied to the ball bearing. Furthermore, due to the larger diameter of the pumping pipe, it takes time for the liquid to fill the pumping pipe and reach the specified discharge pressure after the pump starts, and it takes a long time for the thrust load to operate normally. Is loaded on the ball bearing, and there is a problem that the life of the bearing is further shortened by these.
【0008】本発明の目的は、ポンプの大容量化、揚液
管の大口径化のもとでも軸受の長寿命化を可能にするポ
ンプ装置を提供するものである。An object of the present invention is to provide a pump device capable of extending the service life of a bearing even when the capacity of the pump is increased and the diameter of the pumping pipe is increased.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプ軸受と
して、複列配置の深みぞ型の玉軸受を設けることにし
た。SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, a double row deep groove type ball bearing is provided as a pump bearing.
【0010】[0010]
【作用】本発明によれば、従来通りにスラストバランス
平衡装置の働きによって、玉軸受は、ポンプ通常運転時
の軸受ラジアル荷重の補助的な使い方が可能になると共
に、ポンプ起動後にあっては、液が揚液管を満たし、所
定の吐出圧力となり、スラスト平衡装置が作用するまで
に軸受に負荷されるスラスト荷重に、複列配置としたこ
とによって対処できることにより、玉軸受の寿命が延び
る。According to the present invention, the ball bearing can use the bearing radial load during the normal operation of the pump as an auxiliary function by the function of the thrust balance equilibrium device in the conventional manner, and after the pump is started, The liquid load fills the pumping pipe, reaches a predetermined discharge pressure, and the thrust load applied to the bearing before the thrust balancer operates can be dealt with by the double-row arrangement, thereby extending the life of the ball bearing.
【0011】[0011]
【実施例】図1は、液化ガスタンク用潜没ポンプと揚液
管との詳細実施例図、特にその縦断面図である。図中、
図7と同一符号のものは、従来技術と同等部分であり、
図1に示していないが図7と同じように液化ガスタン
ク、吐出管等が存在することは云うまでもない。本実施
例の液化ガスタンク用潜没ポンプ装置は、液化ガスタン
ク内に垂下された揚液管2と、揚液管2の底部に座面6
に着座させて設置されたポンプ5、ケ−シング18から
成る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a detailed embodiment view of a submerged pump for a liquefied gas tank and a pumping pipe, particularly a vertical sectional view thereof. In the figure,
The same reference numerals as those in FIG. 7 are equivalent to those of the conventional technique.
Although not shown in FIG. 1, it goes without saying that a liquefied gas tank, a discharge pipe and the like are present as in FIG. The submerged pump device for a liquefied gas tank of the present embodiment has a pumping pipe 2 suspended in a liquefied gas tank, and a seating surface 6 at the bottom of the pumping pipe 2.
It consists of a pump 5 and a casing 18 which are installed while being seated on.
【0012】揚液管2の底部6は吸込口3につながって
おり、吸込口3から吸込弁3Aを介して液化ガスが底部
6を介してポンプ5内に入る。ポンプ5は、上方位置に
設けた回転駆動部5Aと、下方位置に設けた羽根車部5
Bと、回転軸(シャフト)12とから成る。回転駆動部
5Aは、軸12に結合した回転子(ロータ)部9と、こ
の回転子部9に対向する静止(ステータ)部10とから
成り、静止部10と回転子部9とでモータを形成し、回
転子部9を回転させることで軸12を回転する。The bottom portion 6 of the pumping pipe 2 is connected to the suction port 3, and the liquefied gas flows from the suction port 3 through the suction valve 3A into the pump 5 through the bottom portion 6. The pump 5 includes a rotary drive unit 5A provided at an upper position and an impeller unit 5 provided at a lower position.
B and a rotary shaft (shaft) 12. The rotary drive unit 5A includes a rotor (rotor) unit 9 coupled to a shaft 12 and a stationary (stator) unit 10 facing the rotor unit 9. The stationary unit 10 and the rotor unit 9 form a motor. The shaft 12 is rotated by forming and rotating the rotor unit 9.
【0013】羽根車(インペラ)部5Bは、液化ガス吸
込み側から軸12の上方にかけて、軸12に取り付けた
複数のインペラ13、及び固定側に取り付けたステージ
11、から成る。更に、羽根車部5Bの上方には、複数
の吐出穴5Pを設け、吐出通路5Qに昇圧液化ガスを送
る。軸12の回転駆動部5Aよりも上方のヘッドプレー
ト8への取り付け個所近傍には上軸受16を設け、軸1
2の羽根車部5Bの底部6の近傍には下軸受14を設
け、更に、羽根車部5Bと回転駆動部5Aとの中継部近
傍に中軸受15を設け、それぞれが軸12を支持する。
この他に、上軸受16の上方には静圧軸受19Aを設け
る。中軸受15の周囲及び下方には、軸スラスト平衡装
置17を設ける。軸スラスト平衡装置17は、中軸受1
5の外周面に設けた円筒形の軸スリーブ17A、静圧軸
受19B、バランスディスク17B等から成る。但し、
静圧軸受19Bは、正確には軸スラスト平衡装置17の
概念には含まれないが、配置上近くにあるため、平衡装
置の一部として含ませた。そして、起動・停止時におい
ては、中軸受15が軸12を支持し、一方、運転状態に
入ると、バランスディスク17Bの軸方向への遊動によ
り、軸スリーブ17Aの働きで中軸受15による支持が
離脱し且つ静圧軸受19Bによる支持が軸12になさ
れ、中軸受15から静圧軸受19Bへと支持が変更とな
る。これによって中軸受15に作用する軸スラストは除
去される。The impeller (impeller) section 5B is composed of a plurality of impellers 13 mounted on the shaft 12 and a stage 11 mounted on the fixed side from the liquefied gas suction side to the upper side of the shaft 12. Further, a plurality of discharge holes 5P are provided above the impeller portion 5B to send the pressurized liquefied gas to the discharge passage 5Q. An upper bearing 16 is provided near the position where the shaft 12 is attached to the head plate 8 above the rotary drive unit 5A.
A lower bearing 14 is provided in the vicinity of the bottom portion 6 of the second impeller portion 5B, and further, a middle bearing 15 is provided in the vicinity of a relay portion between the impeller portion 5B and the rotation driving portion 5A, each supporting the shaft 12.
In addition, a hydrostatic bearing 19A is provided above the upper bearing 16. A shaft thrust balancer 17 is provided around and below the middle bearing 15. The axial thrust balancer 17 is a medium bearing 1
5, a cylindrical shaft sleeve 17A, a hydrostatic bearing 19B, a balance disk 17B, etc. However,
The hydrostatic bearing 19B is not included in the concept of the axial thrust balancer 17 to be precise, but it is included as a part of the balancer because it is close to the arrangement. The intermediate bearing 15 supports the shaft 12 at the time of starting / stopping. On the other hand, when the operating state is entered, the axial movement of the balance disk 17B causes the axial bearing 17A to support the intermediate bearing 15. The shaft 12 is detached and supported by the hydrostatic bearing 19B, and the support is changed from the intermediate bearing 15 to the hydrostatic bearing 19B. As a result, the axial thrust acting on the middle bearing 15 is removed.
【0014】上軸受16は、単列深みぞ型玉軸受を使用
し、中軸受15は複列配置の深みぞ型玉軸受を使用す
る。下軸受14は静圧すべり軸受を使用する。この静圧
すべり軸受を使用するのは、軸受端部の振動を小さくす
るためである。中軸受15に使用した複列配置の深みぞ
型玉軸受とは、例えば図1からもわかるように上下の2
列配置の玉軸受であり、本実施例の重要な特徴をなす。
静圧軸受19A、19Bは、軸受16、15の周辺部に
設けられ、ポンプの高圧吐出液を導いて静圧軸受を形成
している。The upper bearing 16 is a single row deep groove type ball bearing, and the middle bearing 15 is a double row deep groove type ball bearing. The lower bearing 14 uses a hydrostatic slide bearing. The reason why this static pressure slide bearing is used is to reduce the vibration at the end of the bearing. The double-row arrangement deep groove type ball bearing used for the middle bearing 15 includes, for example, upper and lower two bearings as shown in FIG.
The ball bearings are arranged in rows and form an important feature of this embodiment.
The hydrostatic bearings 19A and 19B are provided in the peripheral portions of the bearings 16 and 15, and guide the high pressure discharge liquid of the pump to form hydrostatic bearings.
【0015】図2は、中軸受15及び静圧軸受19Bの
断面図を示す。中軸受15は、複列(図では上下の2
列)配置した深みぞ型玉軸受であり、上下の玉軸受15
aと15bとの間にはこの玉軸受15a、15bと同一
内径のリングスペーサ15cを設け、しまりばねで軸1
2に一体固定する。更に、ベアリングハウジング15d
との間で間隔15eを設ける。この間隔15eを設けた
ことで、軸スラスト平衡装置17の作用による軸方向の
移動を円滑に行う役割を果たす。中軸受15の下方には
供給液(矢印)によって軸受機能を果たす静圧軸受19
Bを設けてあり、ラジアル荷重は、主としてこの静圧軸
受19Bで支持され、シャフト12が振れ回り等の回転
をしない限り、中軸受15は間隔15eにより補助的な
支持の役割を持つ。これによって、玉軸受の固体接触に
よる摩耗等が低減され軸受の寿命を延ばす。また、間隔
15eにより、軸スラスト平衡装置17による軸移動の
干渉を防ぐ。FIG. 2 is a sectional view of the middle bearing 15 and the hydrostatic bearing 19B. The middle bearing 15 is a double row (upper and lower two in the figure).
Row) arranged deep groove type ball bearings, and upper and lower ball bearings 15
A ring spacer 15c having the same inner diameter as the ball bearings 15a and 15b is provided between a and 15b, and the shaft 1
Fixed to 2. Furthermore, the bearing housing 15d
A space 15e is provided between and. The provision of the space 15e serves to smoothly perform the axial movement by the action of the axial thrust balancer 17. Below the middle bearing 15, a hydrostatic bearing 19 that fulfills a bearing function by a supply liquid (arrow) is provided.
B is provided, and the radial load is mainly supported by the static pressure bearing 19B, and the middle bearing 15 has an auxiliary supporting role by the space 15e unless the shaft 12 rotates about whirling. As a result, wear of the ball bearing due to solid contact is reduced and the life of the bearing is extended. Further, the interval 15e prevents interference of the axial movement by the axial thrust balancer 17.
【0016】尚、深みぞ型玉軸受の構造としては、内・
外輪、玉15fの他に、玉を保持する保持手段が必要で
ある。この保持手段がリベット15hで固定された保持
器15gである。リングスペーサ15cは、複列配置し
た時にリベットの頭どうしが接触しないように保護する
働きがあり、この材質は、モータを超電導コイルで形成
した場合には極低温下でも強度の劣らないステンレス製
が好ましい。The structure of the deep groove type ball bearing is as follows:
In addition to the outer ring and the balls 15f, a holding means for holding the balls is required. This holding means is a holder 15g fixed with rivets 15h. The ring spacer 15c has a function of protecting the heads of the rivets from coming into contact with each other when they are arranged in a double row, and this material is made of stainless steel which is not inferior in strength even at an extremely low temperature when the motor is formed of a superconducting coil. preferable.
【0017】複列化した場合でのスラスト荷重について
は、図3に示すように、軸方向スラスト荷重Fは、上下
の玉軸受15aと15bとに分散されてそれぞれF/2
の荷重が加わる故に、軸受15は更に寿命が延びる。
尚、この複列配置形式の単列深みぞ型玉軸受に、ステン
レス鋼、耐摩耗鋼材のレース、及びボール等を使用すれ
ばより一層の軸受長寿命が期待できる。Regarding the thrust load in the case of double row, as shown in FIG. 3, the axial thrust load F is distributed to the upper and lower ball bearings 15a and 15b, respectively, and is F / 2.
Bearing 15, the life of the bearing 15 is further extended.
Further, if a single row deep groove type ball bearing of this double row arrangement type is used with a race of stainless steel, wear resistant steel, balls, etc., a longer bearing life can be expected.
【0018】図4には、本発明に係る液化ガスタンク用
潜没ポンプ装置の中軸受を含む近傍の構造断面図を示
す。複列配置した深みぞ型玉軸受15は、リングスペー
サ15bを間にはさみ、且つしまりバネによりシャフト
12に一体固定され、インペラ13及びバランスディス
ク17Bはテーパブシュ24によりシャフト12に固定
され、これらはシャフト12の上下方向の動きと同様に
移動する。FIG. 4 is a structural sectional view of the vicinity of the liquefied gas tank submersible pump device according to the present invention including the middle bearing. The double-groove deep groove type ball bearing 15 is sandwiched between the ring spacers 15b and integrally fixed to the shaft 12 by a tight spring, and the impeller 13 and the balance disc 17B are fixed to the shaft 12 by the tapered bush 24. It moves in the same way as the vertical movement of 12.
【0019】ポンプが運転されると、ポンプ軸推力が下
向きに働き、シャフト12が下方向に移動する。間隙2
2が大きくなり、バランスディスク17Bの外周から液
が多量に流れ込み、バランスディスク17Bの背面の圧
力が、バランスディスク17B正面圧力より小さくな
る。結果としてインペラ13、バランスディスク17B
を含むシャフト系に働く軸推力のバランスは、(A1+
A2)<(B1+B2)となり、上向きの推力が勝り上
方に移動しようとする。 ここで、A1…インペラに働く上向推力 A2…インペラに働く下向推力 B1…バランスディスクに働く上向推力 B1…バランスディスクに働く下向推力 である。When the pump is operated, the pump shaft thrust acts downward and the shaft 12 moves downward. Gap 2
2 becomes large, a large amount of liquid flows in from the outer periphery of the balance disc 17B, and the pressure on the back surface of the balance disc 17B becomes smaller than the pressure on the front surface of the balance disc 17B. As a result, impeller 13 and balance disc 17B
The balance of the axial thrust acting on the shaft system including
A2) <(B1 + B2), and the upward thrust prevails and tries to move upward. Here, A1 is an upward thrust acting on the impeller A2 is a downward thrust acting on the impeller B1 is an upward thrust acting on the balance disc B1 is a downward thrust acting on the balance disc.
【0020】また、逆にシャフト12が上方に移動し過
ぎ、間隙22が閉じられると、バランスディスク17B
外周部からは液が流れ込まず、バランスディスク17B
の背面の圧力はほぼバランスディスク17B正面の圧力
と等しくなる。結果として、シャフト系に働く軸推力の
バランスディスクは、(A1+A2)<(B1+B2)
となり、下向きの推力が大きくなる。それによって、シ
ャフト12が下向きに移動するのである。以上の運転中
においては、中軸受15に代わって静圧軸受19Bが軸
12を支持している。On the contrary, when the shaft 12 moves excessively upward and the gap 22 is closed, the balance disc 17B is closed.
Liquid does not flow in from the outer periphery, and balance disk 17B
The pressure on the back surface of is equal to the pressure on the front surface of the balance disk 17B. As a result, the axial thrust balance disk acting on the shaft system is (A1 + A2) <(B1 + B2)
And the downward thrust increases. As a result, the shaft 12 moves downward. During the above operation, the hydrostatic bearing 19 </ b> B supports the shaft 12 instead of the intermediate bearing 15.
【0021】このようにして、自動的に上下方向の軸推
力をバランスさせるが、これは、あくまでもポンプが定
格吐出圧力付近の所定の吐出圧以上の時の作動である。
ポンプが起動され、揚液管2が液で満たされる数分間
は、軸スラスト平衡装置17が働かず、深みぞ型玉軸受
15にスラスト加重が負荷されるが、複列配置(15
a、15b)することにより、スラスト加重を分配し、
1個の深みぞ型玉軸受に加わる荷重を低減させ、軸受の
寿命を延ばすことができる。In this way, the axial thrust force in the vertical direction is automatically balanced, but this is only the operation when the pump is at or above a predetermined discharge pressure near the rated discharge pressure.
While the pump is started and the pumping pipe 2 is filled with the liquid for several minutes, the axial thrust balancer 17 does not work and the thrust load is applied to the deep groove type ball bearing 15, but the double row arrangement (15
a, 15b) to distribute the thrust weight,
It is possible to reduce the load applied to one deep groove type ball bearing and extend the life of the bearing.
【0022】更に、ポンプ運転中に軸12を支持する、
図4の静圧軸受19Bの説明をする。静圧軸受19B
は、ポンプ運転中にあってはポンプ吐出穴5P付近よ
り、給液孔21を介して、高圧吐出液が送られて軸12
を支持するものであり、主として、ラジアル方向の荷重
に対向する働きをなす。Further, it supports the shaft 12 during pump operation,
The hydrostatic bearing 19B of FIG. 4 will be described. Hydrostatic bearing 19B
During the pump operation, the high-pressure discharge liquid is sent from the vicinity of the pump discharge hole 5P through the liquid supply hole 21 and the shaft 12
For mainly supporting the load in the radial direction.
【0023】図5は、上軸受16と静圧軸受19Aを含
む近傍の断面図を示す。静圧軸受19Aには、昇圧され
た吐出液が系路30から導かれて、軸12の支持を行
う。特に、上軸受16と相まって通常運転中の軸受12
の支持を行う。FIG. 5 is a sectional view of the vicinity of the upper bearing 16 and the hydrostatic bearing 19A. The pressurized discharge liquid is guided to the hydrostatic bearing 19A from the system passage 30 to support the shaft 12. In particular, the bearing 12 in normal operation in combination with the upper bearing 16
Support.
【0024】本実施例によれば、軸受15に単列深みぞ
型の玉軸受を複列配置することにより、ポンプ起動直後
にあっては多大に加わるスラスト荷重をそれぞれの玉軸
受に分散させ、一個の玉軸受に加わるスラスト荷重を低
減し、軸受寿命の低下を防止することに寄与できるので
ある。また、単列深みぞ型の玉軸受を複列配置しシャフ
ト12に一体固定すると共に、ベアリングハウジング1
5dと隙間を設けた構造とすることにより、ポンプ通常
運転時はスラストバランス平衡装置17による軸移動が
スム−ズに行われ、スラスト荷重が負荷されず、ラジア
ル荷重は、静圧軸受との組合せによりほとんど負荷され
ことなく運転できる。According to the present embodiment, by disposing the single row deep groove type ball bearings in the bearing 15 in the double row, a great thrust load is dispersed to each ball bearing immediately after the pump is started, It is possible to reduce the thrust load applied to one ball bearing and contribute to prevent the bearing life from being shortened. Also, single-row deep groove type ball bearings are arranged in multiple rows and integrally fixed to the shaft 12, and the bearing housing 1
By providing a structure with a gap of 5d, the axial movement by the thrust balance equilibrium device 17 is smoothly performed during normal pump operation, no thrust load is applied, and the radial load is combined with the hydrostatic bearing. Allows you to drive with little load.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、液化ガ
スタンク用潜没ポンプの欠点であるポンプ起動時のスラ
スト荷重による軸受寿命低下を防止し、ポンプの長期安
定運転と信頼性を向上させることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the bearing life from being shortened due to the thrust load at the time of starting the pump, which is a drawback of the submerged pump for the liquefied gas tank, and to improve the long-term stable operation and reliability of the pump. Can be made.
【図1】本発明の液化ガスタンク用潜没ポンプ装置の実
施例縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of a submerged pump device for a liquefied gas tank according to the present invention.
【図2】本発明の複列配置の深みぞ型玉軸受の実施例断
面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of a double-row arrangement deep groove type ball bearing according to the present invention.
【図3】本発明の複列配置の深みぞ型玉軸受のスラスト
荷重分配図である。FIG. 3 is a thrust load distribution diagram of a double-row arrangement deep groove type ball bearing of the present invention.
【図4】本発明の玉軸受及び軸スラスト平衡装置の実施
例断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an embodiment of the ball bearing and shaft thrust balancing device of the present invention.
【図5】本発明の上軸受と静圧軸受との実施例断面図で
ある。FIG. 5 is a sectional view of an embodiment of the upper bearing and the hydrostatic bearing of the present invention.
【図6】潜没形立軸ポンプの起動直後のシステムヘッド
カーブである。FIG. 6 is a system head curve immediately after starting the submersible vertical pump.
【図7】従来の液化ガスタンク用潜没ポンプ設備の略示
断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a conventional submerged pump facility for a liquefied gas tank.
1 液化ガスタンク 2 揚液管 3 吸込弁 4 吊り下げ用ワイヤ 5 潜没ポンプ 6 座面 7 吐出管 8 ヘッドプレ−ト 9 モ−タロ−タ 10 モ−タステ−タ 11 ステ−ジ 12 シャフト 13 インペラ 14 下軸受 15 中軸受 15a、15b 単列配置深みぞ型玉軸受 15c リングスペ−サ 15f ボ−ル 15g 保持器 16 上軸受 17 軸スラスト平衡装置 18 ケ−シング 19A、19B 静圧軸受 F 荷重 1 Liquefied gas tank 2 Pumping pipe 3 Suction valve 4 Suspending wire 5 Submersible pump 6 Seat surface 7 Discharge pipe 8 Head plate 9 Motor rotor 10 Motor stator 11 Stage 12 Shaft 13 Impeller 14 Lower bearing 15 Middle bearing 15a, 15b Single row arrangement Deep groove type ball bearing 15c Ring spacer 15f Ball 15g Cage 16 Upper bearing 17 Axial thrust balancer 18 Casing 19A, 19B Hydrostatic bearing F Load
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 依田 裕明 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 酒井 茂 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地 株式会社日立製作所機電事業部内 (72)発明者 中村 源一郎 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 我妻 三男 埼玉県大宮市深作209−15 (72)発明者 諸藤 浩一 神奈川県平塚市宮松町15−10−402 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Hiroaki Yoda Inventor Hiroaki Yoda 603 Kuchidachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. Tsuchiura factory (72) Inventor Shigeru Sakai 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi, Ltd. (72) Inventor Genichiro Nakamura, 603, Jinritsucho, Tsuchiura, Ibaraki Prefecture, Tsuchiura Plant, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor, Mitsuo Gazuma, Fukusaku, Omiya, Saitama 209-15 (72) Inventor, Koichi Moroto 15-10-402 Miyamatsu-cho, Hiratsuka-shi, Kanagawa
Claims (6)
入され、液化タンクからの液化ガスを吸い込み吐出する
液化ガスタンク用立軸形潜没ポンプ装置において、 ポンプ軸と、 該ポンプ軸を回転駆動する駆動部と、 ポンプ軸に沿って駆動部よりも下方の位置に設けられ、
液化タンクから吸い込んだ液化ガスを昇圧する羽根車
と、 羽根車で昇圧した液化ガスを吐出する吐出穴と、 ポンプ軸を支持する複数の軸受と、 ポンプ軸近傍に設けられて軸受へのスラスト荷重の軽減
を行う軸スラスト平衡装置と、より成ると共に、軸スラ
スト平衡装置の近傍に設けられた軸受は、単列深みぞ型
玉軸受を複列配置したものとする液化ガスタンク用立軸
形潜没ポンプ装置。1. A vertical axis submersible pump device for a liquefied gas tank, which is inserted into a pumping pipe hung in a liquefaction tank and sucks and discharges liquefied gas from the liquefaction tank, wherein the pump shaft and the pump shaft are rotationally driven. And a drive unit that is installed below the drive unit along the pump shaft,
An impeller that boosts the liquefied gas sucked from the liquefaction tank, a discharge hole that discharges the liquefied gas that is boosted by the impeller, a plurality of bearings that support the pump shaft, and a thrust load that is provided near the pump shaft. A shaft thrust balancer for liquefied gas tanks, which is composed of a shaft thrust balancer for reducing the load and a bearing provided near the shaft thrust balancer is a single row deep groove type ball bearing arranged in multiple rows. apparatus.
入され、液化タンクからの液化ガスを吸い込み吐出する
液化ガスタンク用立軸形潜没ポンプ装置において、 ポンプ軸と、 該ポンプ軸を回転駆動するモータ部と、 ポンプ軸に沿ってモータ部よりも下方の位置に設けら
れ、液化タンクから吸い込んだ液化ガスを昇圧する羽根
車と、 羽根車で昇圧した液化ガスを吐出する吐出穴と、 軸受へのスラスト荷重の軽減を行う軸スラスト平衡装置
と、 モータ部配置位置よりも上方の位置で、ポンプ軸を支持
する上軸受と、 モータ部配置位置よりも下方の位置で、且つ軸スラスト
平衡装置の近傍の位置で、ポンプ軸を支持する中軸受
と、 羽根車の配置位置よりも下方の位置で、ポンプ軸を支持
する下軸受と、より成ると共に、上記中軸受は、単列深
みぞ型玉軸受を複列配置したものとする液化ガスタンク
用立軸形潜没ポンプ装置。2. A vertical axis submersible pump device for a liquefied gas tank, which is inserted into a pumping pipe hung in a liquefaction tank and sucks and discharges liquefied gas from the liquefaction tank, wherein the pump shaft and the pump shaft are rotationally driven. Motor part, an impeller that is located below the motor part along the pump shaft, and that boosts the liquefied gas sucked from the liquefaction tank, a discharge hole that discharges the liquefied gas that is boosted by the impeller, and a bearing. Thrust balancer that reduces the thrust load on the shaft, the upper bearing that supports the pump shaft at a position higher than the motor position, and the shaft thrust balancer at a position lower than the motor position. And a lower bearing that supports the pump shaft at a position lower than the position where the impeller is arranged, and the above-mentioned middle bearing has a single-row depth. Each type ball bearing liquefied gas tank for standing-shaft submerged pump apparatus assumed arranged double row of.
形潜没ポンプ装置において、 上記複列配置形の玉軸受は、ポンプ軸方向に沿ってスペ
ーサを介して単列深みぞ型玉軸受を複数個配置した、複
列配置の深みぞ型玉軸受とする液化ガスタンク用立軸形
潜没ポンプ装置。3. A vertical shaft submerged pump device for a liquefied gas tank according to claim 1 or 2, wherein the double row ball bearing is a single row deep groove type ball bearing through a spacer along a pump axis direction. Vertical shaft submersible pump device for liquefied gas tanks with multiple rows of double-groove deep groove ball bearings.
入され、液化タンクからの液化タンクからの液化ガスを
吸い込み吐出する液化ガスタンク用立軸形潜没ポンプ装
置において、 ポンプ軸と、 該ポンプ軸を回転駆動するモータ部と、 ポンプ軸に沿ってモータ部よりも下方の位置に設けら
れ、液化タンクから吸い込んだ液化ガスを昇圧する羽根
車と、 軸スラスト平衡装置と、 羽根車で昇圧した液化ガスを吐出する吐出穴と、 モータ部配置位置よりも上方の位置で、ポンプ軸を支持
する上軸受と、 モータ部配置位置よりも下方の位置で、且つ軸スラスト
平衡装置の近傍の位置で、ポンプ軸を支持する中軸受
と、 羽根車の配置位置よりも下方の位置で、ポンプ軸を支持
する下軸受と、より成ると共に、上記中軸受は、ポンプ
軸方向に沿って単列深みぞ型玉軸受を複数個配置した、
複列配置の深みぞ型玉軸受とし、この玉軸受は、内輪が
ポンプ軸に一体固定され、外輪外周と軸受ハウジング間
に隙間を設けたものとし、 この中軸受と軸スラスト平衡装置の配置位置との間に、
ポンプ軸を運転時に支持する静圧軸受を設けたものとす
る液化ガスタンク用立軸形潜没ポンプ装置。4. A vertical axis submerged pump device for a liquefied gas tank, which is inserted into a pumping pipe hung in a liquefaction tank and sucks and discharges liquefied gas from the liquefaction tank, the pump shaft and the pump. A motor part that drives the shaft to rotate, an impeller that is located below the motor part along the pump shaft, and that boosts the liquefied gas sucked from the liquefaction tank, a shaft thrust balancer, and a booster that boosts the pressure. A discharge hole for discharging liquefied gas, an upper bearing above the position where the motor is placed, an upper bearing that supports the pump shaft, a position below the position where the motor is placed, and a position near the shaft thrust balancer. A middle bearing supporting the pump shaft and a lower bearing supporting the pump shaft at a position lower than the position where the impeller is arranged, and the middle bearing is a single unit along the pump shaft direction. Deep and each type ball bearings and a plurality of arrangement,
This is a double-row deep groove type ball bearing.The inner ring of this ball bearing is integrally fixed to the pump shaft, and a gap is provided between the outer ring outer circumference and the bearing housing. Between
A vertical shaft submersible pump device for a liquefied gas tank having a hydrostatic bearing for supporting the pump shaft during operation.
ポンプ装置において、ポンプ軸方向に沿って単列深みぞ
型玉軸受を複数個配置した、複列配置の深みぞ型玉軸受
とし、この玉軸受は、スペーサを介して分離配列された
ものとした液化ガスタンク用立軸形潜没ポンプ装置。5. A vertical groove submerged pump device for a liquefied gas tank according to claim 4, wherein a plurality of single-row deep groove ball bearings are arranged along the pump axis direction to provide a double-row deep groove ball bearing. This ball bearing is a vertical shaft submerged pump device for a liquefied gas tank, which is arranged separately through a spacer.
ク用立軸形潜没ポンプ装置において、 複列配置形式の深みぞ型玉軸受は、ステンレス鋼又は耐
摩耗鋼材の少なくともいずれかで構成した液化ガスタン
ク用立軸形潜没ポンプ装置。6. The vertical submerged pump device for a liquefied gas tank according to claim 1, wherein the double row deep groove ball bearing is made of at least one of stainless steel and wear resistant steel. Vertical shaft submersible pump device for liquefied gas tanks.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10228595A JP3566781B2 (en) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Vertical shaft submersible pump device for liquefied gas tank |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08296586A true JPH08296586A (en) | 1996-11-12 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10228595A Expired - Lifetime JP3566781B2 (en) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Vertical shaft submersible pump device for liquefied gas tank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3566781B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11223197A (en) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Hitachi Ltd | Pump device for liquefied gas |
US7530781B2 (en) | 2004-05-10 | 2009-05-12 | Hitchi Industries Co., Ltd. | Pump device |
CN108779777A (en) * | 2016-03-08 | 2018-11-09 | 流体处理有限责任公司 | The center bush of balancing axial thrust in multistage pump |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220048187A (en) * | 2020-10-12 | 2022-04-19 | 엘지이노텍 주식회사 | Motor |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP10228595A patent/JP3566781B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH11223197A (en) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Hitachi Ltd | Pump device for liquefied gas |
US7530781B2 (en) | 2004-05-10 | 2009-05-12 | Hitchi Industries Co., Ltd. | Pump device |
CN108779777A (en) * | 2016-03-08 | 2018-11-09 | 流体处理有限责任公司 | The center bush of balancing axial thrust in multistage pump |
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JP3566781B2 (en) | 2004-09-15 |
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