JPH1068396A - ターボポンプ - Google Patents
ターボポンプInfo
- Publication number
- JPH1068396A JPH1068396A JP22566996A JP22566996A JPH1068396A JP H1068396 A JPH1068396 A JP H1068396A JP 22566996 A JP22566996 A JP 22566996A JP 22566996 A JP22566996 A JP 22566996A JP H1068396 A JPH1068396 A JP H1068396A
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- Japan
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- pressure
- seal
- plenum
- balance
- impeller
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バランスディスクによるスラスト力の平衡を
容易にし、故障発生を少なくし長寿命化を図り、ポンプ
の小型化及び、軽量化を図ること。 【解決手段】 ケーシングの内部に、インペラと、該イ
ンペラに発生するスラスト力を打ち消すバランスディス
クと、インペラ及びバランスディスクを一体回転させる
回転軸と、バランスディスクに作用する圧力流体を排出
する放圧流路と、バランスディスクと放圧流路との間に
配されバランスディスクに作用する圧力をリーク量によ
り調整するシール部とを具備し、シール部がラビリンス
シールとする。
容易にし、故障発生を少なくし長寿命化を図り、ポンプ
の小型化及び、軽量化を図ること。 【解決手段】 ケーシングの内部に、インペラと、該イ
ンペラに発生するスラスト力を打ち消すバランスディス
クと、インペラ及びバランスディスクを一体回転させる
回転軸と、バランスディスクに作用する圧力流体を排出
する放圧流路と、バランスディスクと放圧流路との間に
配されバランスディスクに作用する圧力をリーク量によ
り調整するシール部とを具備し、シール部がラビリンス
シールとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターボポンプに係
り、特にモータ一体型ターボポンプに関する。
り、特にモータ一体型ターボポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】駆動源である電動モータと液体燃料ポン
プとを一体化したターボポンプにあっては、電動モータ
の回転軸にターボポンプを直接連結することにより、小
型軽量化を図ることができる。
プとを一体化したターボポンプにあっては、電動モータ
の回転軸にターボポンプを直接連結することにより、小
型軽量化を図ることができる。
【０００３】そして、モータ一体型のターボポンプにあ
って、高温となり易い電動モータの冷却をする場合に
は、ステータの外周に冷却流路を形成して液状の冷媒
（例えば液体燃料）を流すことによって行われる。
って、高温となり易い電動モータの冷却をする場合に
は、ステータの外周に冷却流路を形成して液状の冷媒
（例えば液体燃料）を流すことによって行われる。
【０００４】また、電動モータにおける軸受け部を潤滑
する方法として、液体燃料と切り離して、別に潤滑油を
軸受け部に送り込むことが行なわれる。この場合にあっ
ては、液体燃料に潤滑油が混入しないように、回転部分
に接触型のメカニカルシールが必要になる。
する方法として、液体燃料と切り離して、別に潤滑油を
軸受け部に送り込むことが行なわれる。この場合にあっ
ては、液体燃料に潤滑油が混入しないように、回転部分
に接触型のメカニカルシールが必要になる。
【０００５】このようなターボポンプは、インペラの両
面に受ける圧力の差によりスラスト力が発生するため、
インペラ回転軸にバランスディスクを設けてスラスト力
を相殺している。
面に受ける圧力の差によりスラスト力が発生するため、
インペラ回転軸にバランスディスクを設けてスラスト力
を相殺している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】スラスト力を平衡させ
るためには、バランスディスクに作用する圧力流体を、
圧力の低い外部やモータの潤滑部等に漏出（リーク）さ
せるとともに、このリーク量をオリフィス等で調整する
ことが必要であるが、一般的なオリフィスまたは絞り穴
であると、リーク量と間隙とが比例関係にあるため、間
隙の大きさを変えずにリーク量を調整することが困難に
なる。
るためには、バランスディスクに作用する圧力流体を、
圧力の低い外部やモータの潤滑部等に漏出（リーク）さ
せるとともに、このリーク量をオリフィス等で調整する
ことが必要であるが、一般的なオリフィスまたは絞り穴
であると、リーク量と間隙とが比例関係にあるため、間
隙の大きさを変えずにリーク量を調整することが困難に
なる。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 バランスディスクによるスラスト力の平衡を容易にす
ること。 故障発生を少なくし長寿命化を図ること。 ポンプの小型化及び、軽量化を図ること。
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 バランスディスクによるスラスト力の平衡を容易にす
ること。 故障発生を少なくし長寿命化を図ること。 ポンプの小型化及び、軽量化を図ること。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ケーシングの内部には、
インペラと、該インペラに発生するスラスト力を打ち消
すためのバランスディスクと、モータとが、共通の回転
軸により一体回転状態に配される。バランスディスクに
作用する圧力流体は、放圧流路により外部及びモータ内
部の潤滑部等に排出され、バランスディスクと放圧流路
との間にシール部が配されて、バランスディスクに作用
する圧力をリーク量により調整するとともに、シール部
としてラビリンスシールが採用され、複数段の固定オリ
フィスにより間隙が複数段同一に設定される。
インペラと、該インペラに発生するスラスト力を打ち消
すためのバランスディスクと、モータとが、共通の回転
軸により一体回転状態に配される。バランスディスクに
作用する圧力流体は、放圧流路により外部及びモータ内
部の潤滑部等に排出され、バランスディスクと放圧流路
との間にシール部が配されて、バランスディスクに作用
する圧力をリーク量により調整するとともに、シール部
としてラビリンスシールが採用され、複数段の固定オリ
フィスにより間隙が複数段同一に設定される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るターボポンプ
の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１及び図
２において、符号１は燃料ポンプ（ターボポンプ）、２
は電動モータ、３は燃料供給系、４は燃料消費系、５は
回転軸、６はケーシングである。
の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１及び図
２において、符号１は燃料ポンプ（ターボポンプ）、２
は電動モータ、３は燃料供給系、４は燃料消費系、５は
回転軸、６はケーシングである。
【００１０】燃料ポンプ１は、遠心ポンプが適用され、
燃料供給系３から送られる液体燃料を吸引し加圧状態に
して燃料消費系４に供給するとともに、液体燃料の一部
を電動モータ２に分岐させて冷却及び潤滑を図るもので
あり、ケーシング６の内部は、電動モータ２と共通の回
転軸５と一体のインペラ１１と、該インペラ１１によっ
て加圧された液体燃料を燃料消費系４に送り出すための
吐出部１２と、該吐出部１２に接続状態のボリュート１
３と、該ボリュート１３の圧力流体を導く絞り穴１４
と、該絞り穴１４に接続状態の圧設定用プレナム部１５
と、該圧設定用プレナム部１５の圧力を受けるバランス
ディスク１６と、圧設定用プレナム部１５に接続状態の
圧力解放プレナム部１７と、圧設定用プレナム部１５、
圧力解放プレナム部１７の間に介在状態に配され、かつ
バランスディスク１６に一体形成されるシール部１８
と、圧力解放プレナム部１７に接続され流体をモータ２
の内部の潤滑系、冷却系又は外部に導くための放圧流路
１９とを有している。
燃料供給系３から送られる液体燃料を吸引し加圧状態に
して燃料消費系４に供給するとともに、液体燃料の一部
を電動モータ２に分岐させて冷却及び潤滑を図るもので
あり、ケーシング６の内部は、電動モータ２と共通の回
転軸５と一体のインペラ１１と、該インペラ１１によっ
て加圧された液体燃料を燃料消費系４に送り出すための
吐出部１２と、該吐出部１２に接続状態のボリュート１
３と、該ボリュート１３の圧力流体を導く絞り穴１４
と、該絞り穴１４に接続状態の圧設定用プレナム部１５
と、該圧設定用プレナム部１５の圧力を受けるバランス
ディスク１６と、圧設定用プレナム部１５に接続状態の
圧力解放プレナム部１７と、圧設定用プレナム部１５、
圧力解放プレナム部１７の間に介在状態に配され、かつ
バランスディスク１６に一体形成されるシール部１８
と、圧力解放プレナム部１７に接続され流体をモータ２
の内部の潤滑系、冷却系又は外部に導くための放圧流路
１９とを有している。
【００１１】シール部１８は、固定オリフィス１８ａが
複数段配されたラビリンスシールとされ、該固定オリフ
ィス１８ａは、ケーシング６の内部に配される内向フラ
ンジ部６ａに対して小間隙を明けて配される。また、各
固定オリフィス１８ａと内向フランジ部６ａとの間隙は
同一に設定される。
複数段配されたラビリンスシールとされ、該固定オリフ
ィス１８ａは、ケーシング６の内部に配される内向フラ
ンジ部６ａに対して小間隙を明けて配される。また、各
固定オリフィス１８ａと内向フランジ部６ａとの間隙は
同一に設定される。
【００１２】前記電動モータ２は、その回転軸５に接続
されるロータ２１と、前記放圧流路１９と接続されロー
タ２１を収納するステータ２２の内部空間２３と、該内
部空間２３にあってケーシング６との間に介在状態とさ
れる軸受部２４と、内部空間２３の両端部に形成され外
部に接続されるための燃料排出穴２５とを具備するもの
とされる。
されるロータ２１と、前記放圧流路１９と接続されロー
タ２１を収納するステータ２２の内部空間２３と、該内
部空間２３にあってケーシング６との間に介在状態とさ
れる軸受部２４と、内部空間２３の両端部に形成され外
部に接続されるための燃料排出穴２５とを具備するもの
とされる。
【００１３】このような構造の燃料ポンプ１にあって
は、電動モータ２を作動させることにより、回転力が回
転軸５を介して燃料ポンプ１に伝達され、燃料ポンプ１
が運転状態となることによって生じた加圧状態の流体
は、吐出部１２から燃料消費系４に移送されるものとな
る。
は、電動モータ２を作動させることにより、回転力が回
転軸５を介して燃料ポンプ１に伝達され、燃料ポンプ１
が運転状態となることによって生じた加圧状態の流体
は、吐出部１２から燃料消費系４に移送されるものとな
る。
【００１４】その際に、吐出部１２の圧力流体の一部
が、図１に白ヌキ矢印で示すように、ボリュート１３、
絞り穴１４、圧設定用プレナム部１５、圧力解放プレナ
ム部１７を順次経由して放圧流路１９に送り出されるの
であるが、シール部１８が完全に閉塞状態となっている
と仮定したときは、圧設定用プレナム部１５の圧力がボ
リュート１３の圧力と等しくなり、シール部１８が完全
開放状態となっているときは、圧設定用プレナム部１５
の圧力が絞り穴１４によって絞られた流量に基づいて設
定され最も低圧となる。従って、シール部１８における
固定オリフィス１８ａと内向フランジ６ａとの間隙を設
定することにより圧設定用プレナム部１５の圧力、言い
換えるとバランスディスク１６の反スラスト力を調整す
ることができる。
が、図１に白ヌキ矢印で示すように、ボリュート１３、
絞り穴１４、圧設定用プレナム部１５、圧力解放プレナ
ム部１７を順次経由して放圧流路１９に送り出されるの
であるが、シール部１８が完全に閉塞状態となっている
と仮定したときは、圧設定用プレナム部１５の圧力がボ
リュート１３の圧力と等しくなり、シール部１８が完全
開放状態となっているときは、圧設定用プレナム部１５
の圧力が絞り穴１４によって絞られた流量に基づいて設
定され最も低圧となる。従って、シール部１８における
固定オリフィス１８ａと内向フランジ６ａとの間隙を設
定することにより圧設定用プレナム部１５の圧力、言い
換えるとバランスディスク１６の反スラスト力を調整す
ることができる。
【００１５】〔バランスディスクによるスラスト力の設
定について〕図３に示す模式図により、スラスト力の平
衡状態を説明する。ここでは、インペラ１１の部分をピ
ストンＳとし、燃料ポンプ１の作動時に発生する吐出圧
力をＰH とすると、この吐出圧力ＰH は、ピストンＳを
右方向に押す力を発生させるとともに、絞り穴１４を経
由して圧設定用プレナム部１５にリークする流れを形成
する。この圧設定用プレナム部１５の内部圧力をＰM と
すると、インペラ１１とバランスディスク１６とが一体
化されているために、内部圧力ＰM があたかもピストン
Ｓのサーボ圧となるように働き、内部圧力ＰM は、シー
ル部１８の間隙の大きさによって設定される。
定について〕図３に示す模式図により、スラスト力の平
衡状態を説明する。ここでは、インペラ１１の部分をピ
ストンＳとし、燃料ポンプ１の作動時に発生する吐出圧
力をＰH とすると、この吐出圧力ＰH は、ピストンＳを
右方向に押す力を発生させるとともに、絞り穴１４を経
由して圧設定用プレナム部１５にリークする流れを形成
する。この圧設定用プレナム部１５の内部圧力をＰM と
すると、インペラ１１とバランスディスク１６とが一体
化されているために、内部圧力ＰM があたかもピストン
Ｓのサーボ圧となるように働き、内部圧力ＰM は、シー
ル部１８の間隙の大きさによって設定される。
【００１６】つまり、シール部１８の間隙が小さい場合
には内部圧力ＰM によるピストンＳの左方向への押す力
が上回ってピストンＳを左方向へ移動させようとし、シ
ール部１８の間隙が大きい場合には、内部圧力ＰM が小
さくなって吐出圧力ＰH によるピストンＳを右方向へ押
す力が大きくなってシール部１８の間隙を小さくするよ
うに働き、この結果、ピストンＳとバランスディスク１
６とによるスラスト力の平衡作用が生じる。
には内部圧力ＰM によるピストンＳの左方向への押す力
が上回ってピストンＳを左方向へ移動させようとし、シ
ール部１８の間隙が大きい場合には、内部圧力ＰM が小
さくなって吐出圧力ＰH によるピストンＳを右方向へ押
す力が大きくなってシール部１８の間隙を小さくするよ
うに働き、この結果、ピストンＳとバランスディスク１
６とによるスラスト力の平衡作用が生じる。
【００１７】加えて、 シール部１８におけるリーク量
は、固定オリフィス１８ａの段数の平方根の逆数に比例
して設定されるため、固定オリフィス１８ａの高さを一
定にした場合にあっても、段数の増減によりシール部１
８におけるリーク量を任意に設定することができる。ま
た、絞り穴１４にラビリンスシールを配することも可能
である。
は、固定オリフィス１８ａの段数の平方根の逆数に比例
して設定されるため、固定オリフィス１８ａの高さを一
定にした場合にあっても、段数の増減によりシール部１
８におけるリーク量を任意に設定することができる。ま
た、絞り穴１４にラビリンスシールを配することも可能
である。
【００１８】
【発明の効果】本発明のターボポンプによれば、以下の
効果を奏する。 （１）シール部としてラビリンスシールを採用すること
により、間隙が複数段となり、バランスディスクによる
スラスト力の平衡を容易におこなうことができる。 （２）間隙を複数段とすることにより、１つの間隙を大
きくして接触により摩耗現象の発生を低減し長寿命化を
図ることができる。 （３）上記により、回転を円滑にしつつリークする流体
量を調節することができる。 （４）ラビリンスシールの段数を増加させることによ
り、バランスディスクの反スラスト力を大きくし、その
分小型化及び、軽量化を図ることができる。
効果を奏する。 （１）シール部としてラビリンスシールを採用すること
により、間隙が複数段となり、バランスディスクによる
スラスト力の平衡を容易におこなうことができる。 （２）間隙を複数段とすることにより、１つの間隙を大
きくして接触により摩耗現象の発生を低減し長寿命化を
図ることができる。 （３）上記により、回転を円滑にしつつリークする流体
量を調節することができる。 （４）ラビリンスシールの段数を増加させることによ
り、バランスディスクの反スラスト力を大きくし、その
分小型化及び、軽量化を図ることができる。
【図１】 本発明に係るターボポンプの一実施形態を示
す要部を拡大した正断面図である。
す要部を拡大した正断面図である。
【図２】 本発明に係るターボポンプの一実施形態を示
しブロック図を併設した正断面図である。
しブロック図を併設した正断面図である。
【図３】 本発明に係るターボポンプにおけるバランス
ディスクによるスラスト力の平衡状況を説明する模式図
である。
ディスクによるスラスト力の平衡状況を説明する模式図
である。
１…燃料ポンプ（ターボポンプ），２…電動モータ，３
…燃料供給系，４…燃料消費系，５…回転軸，６…ケー
シング，６ａ…内向フランジ部，１１…インペラ，１２
…吐出部，１３…ボリュート，１４…絞り穴，１５…圧
設定用プレナム部，１６…バランスディスク，１７…圧
力解放プレナム部，１８…シール部，１８ａ…固定オリ
フィス，１９…放圧流路，２１…ロータ，２２…ステー
タ，２３…内部空間，２４…軸受部，２５…燃料排出
穴，Ｓ…ピストン
…燃料供給系，４…燃料消費系，５…回転軸，６…ケー
シング，６ａ…内向フランジ部，１１…インペラ，１２
…吐出部，１３…ボリュート，１４…絞り穴，１５…圧
設定用プレナム部，１６…バランスディスク，１７…圧
力解放プレナム部，１８…シール部，１８ａ…固定オリ
フィス，１９…放圧流路，２１…ロータ，２２…ステー
タ，２３…内部空間，２４…軸受部，２５…燃料排出
穴，Ｓ…ピストン
Claims (2)
- 【請求項１】 ケーシング（６）の内部に、インペラ
（１１）と、該インペラに発生するスラスト力を打ち消
すバランスディスク（１６）と、インペラ及びバランス
ディスクを一体回転させる回転軸（５）と、バランスデ
ィスクに作用する圧力流体を排出する放圧流路（１９）
と、バランスディスクと放圧流路との間に配されバラン
スディスクに作用する圧力をリーク量により調整するシ
ール部（１８）とを具備し、シール部がラビリンスシー
ルであることを特徴とするターボポンプ。 - 【請求項２】 シール部（１８）のラビリンスシールに
は、複数段の固定オリフィス（１８ａ）が設けられ、各
固定オリフィスとケーシング（６）との間隙が複数段同
一に設定されていることを特徴とする請求項１記載のタ
ーボポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22566996A JPH1068396A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | ターボポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22566996A JPH1068396A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | ターボポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068396A true JPH1068396A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16832934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22566996A Withdrawn JPH1068396A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | ターボポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1068396A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6193462B1 (en) | 1998-04-08 | 2001-02-27 | Nikkiso Co., Ltd. | Thrust balance device |
| US6913038B2 (en) | 2001-10-09 | 2005-07-05 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Pump for exerting pressure on fluid and fluid tank unit having the same |
| JP2007321717A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 斜流ポンプ |
| CN105604925A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-05-25 | 亿德机电科技（福建）有限公司 | 一种智能控制燃烧机泵 |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP22566996A patent/JPH1068396A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6193462B1 (en) | 1998-04-08 | 2001-02-27 | Nikkiso Co., Ltd. | Thrust balance device |
| US6913038B2 (en) | 2001-10-09 | 2005-07-05 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Pump for exerting pressure on fluid and fluid tank unit having the same |
| JP2007321717A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 斜流ポンプ |
| CN105604925A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-05-25 | 亿德机电科技（福建）有限公司 | 一种智能控制燃烧机泵 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031104 |