JPH11294375A - 軸流ポンプのバランスディスク装置 - Google Patents

軸流ポンプのバランスディスク装置

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JPH11294375A
JPH11294375A JP10110196A JP11019698A JPH11294375A JP H11294375 A JPH11294375 A JP H11294375A JP 10110196 A JP10110196 A JP 10110196A JP 11019698 A JP11019698 A JP 11019698A JP H11294375 A JPH11294375 A JP H11294375A
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JP
Japan
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balance
fluid
impeller
disk
bush
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10110196A
Other languages
English (en)
Inventor
Zenichi Yoshida
善一 吉田
Takeshi Okubo
剛 大久保
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP10110196A priority Critical patent/JPH11294375A/ja
Publication of JPH11294375A publication Critical patent/JPH11294375A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/041Axial thrust balancing
    • F04D29/0416Axial thrust balancing balancing pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプの起動時等のポンプ圧力の不安定時に
おいてもバランスディスクとケーシング側の静止部材と
の間に金属接触の発生をみることが無く、かかる金属接
触に伴なうバランスディスク及びケーシング側静止部材
の損傷の発生を防止した軸流ポンプを提供する。 【解決手段】 主軸の軸端寄りの外周に、インペラ出口
の流体力の作用により、前記インペラからの軸スラスト
と逆方向の軸方向力を発生させるバランスディスクを固
着してなる軸流ポンプにおいて、前記バランスディスク
は、バランスブッシュ等の静止部材と対向するディスク
部表面に、前記インペラ出口の流体が導入される複数の
溝を設け、該溝に導入した液体を前記バランスディスク
と静止部材との間隙部に侵入させて金属接触の発生を防
止する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は軸流ポンプ、特に軸
流多段水ポンプにおけるスラストバランス用のバランス
ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は軸スラストをバランスさせるため
のバランス装置としてバランスディスクを設けた多段ポ
ンプの縦断面図である。図5において、11は回転駆動
される主軸、12は吸込ケーシング、33は該吸込ケー
シング12に設けられた流体の吸入口、13は吐出ケー
シング、34は該吐出ケーシングに設けられた吐出口で
ある。14は軸方向に複数個並設された中間ケーシング
であり、前記吸込ケーシング12、複数個の中間ケーシ
ング14及び吐出ケーシング13は複数の締付けボルト
31及びナット32によって一体に締付け固着されてい
る。
【0003】15は前記主軸11に固定された複数段の
インペラ、35及び36は前記吸込ケーシング12の前
端面及び吐出ケーシング13の後端面に夫々固定された
軸受箱である。16、16は前記主軸11の両端を支承
する平軸受で、前記軸受箱35、36に夫々固定されて
いる。17は前記インペラ15に作用するスラスト荷重
を受けるためのばね25付きのスラスト軸受で、前記軸
受箱36に取付けられている。18は前部のスタッフィ
ングボックス、19は後部のスタッフィングボックス
で、夫々吸込ケーシング12及び吐出ケーシング13に
固定されている。
【0004】20はバランスディスクである。該バラン
スディスク20は、図6に示すように主軸11の外周に
固定されて該主軸11とともに回転し、インペラ最終段
の流体の吐出圧力を吐出側の方向(後方向)に作用させ
て、吐出側から吸込側の方向に作用する前記インペラ1
5のスラスト荷重とバランスさせている。23は前記主
軸11のリング構内に嵌着固定された2つ割りのスプリ
ットリングで、ボルト24aによって前記バランスディ
スク20に固定されたリングカバー24によって支持さ
れている。
【0005】21は前記吐出ケーシング13に固定され
たバランスブッシュで、その内周と前記バランスディス
ク20の円筒部20aの外周との間には流体が通流可能
な間隙Cが形成されている。22は第2のバランスブッ
シュで、前記バランスディスク20のディスク部20b
の外周との間に流体が流通可能な程度の間隙C1 を存し
てボルト22aによって前記吐出ケーシング13に固定
されている。
【0006】かかる多段ポンプの運転時において、イン
ペラ15にて発生する吐出圧力によって吸込側(図の左
方向)に向けて軸スラストが作用する。一方前記バラン
スディスク20にはインペラ最終段の吐出圧力による流
体力が前記軸スラストと逆方向即ち軸端方向に作用す
る。前記バランスディスク20に作用する軸方向力はス
プリットリング23を介して主軸11に伝達され、該主
軸11に前記軸スラストと逆方向に作用して、該軸スラ
ストを打ち消す。前記2つ割りのスプリットリング23
はリングカバー24によって半径方向に支持される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術に係る多
段ポンプにあっては、ポンプの通常運転時、つまり主軸
11の回転中においては、前記インペラ15による軸ス
ラストとバランスディスク20による前記軸スラストと
反対方向の軸方向力とは完全にバランスする。
【0008】しかしながら前記従来技術にあっては、ポ
ンプの起動時には、ポンプ内部の圧力が安定していない
ため、バランスディスク20に作用する軸方向力が不安
定となって、回転しているバランスディスク20と静止
しているバランスブッシュ21との対向面、つまり図6
のB部において該バランスディスク20とバランスブッ
シュ21とが金属接触を起こし、該接触部において損傷
の発生をみることがある。
【0009】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ポ
ンプの起動時等のポンプ圧力の不安定時においても、バ
ランスディスクとケーシング側の静止部材との間に金属
接触の発生をみることが無く、かかる金属接触に伴なう
バランスディスク及びケーシング側静止部材の損傷の発
生を防止した軸流ポンプを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、その第1発明として、回転駆動される主軸
の外周に固定されたインペラにより、吸込口からポンプ
内に導入された流体を吐出口に圧送するように構成され
るとともに、前記主軸の軸端寄りの外周に、前記インペ
ラ出口の流体力の作用により、前記インペラからの軸ス
ラストと逆方向の軸方向力を発生させるバランスディス
クを固着してなる軸流ポンプにおいて、前記バランスデ
ィスクは、バランスブッシュ等と静止部材と対向するデ
ィスク部表面に、前記インペラ出口の流体が導入される
複数の溝を設けてなることを特徴とする軸流ポンプのバ
ランスディスク装置を提案する。
【0011】また、第2発明は、前記第1発明におい
て、前記複数の溝は、前記ディスク部の内周部が臨み前
記インペラ出口の流体が導入される流体室に、その内周
部が開口するように構成されてなる。
【0012】かかる発明によれば、インペラ出口におけ
る流体はバランスディスクが臨む流体室に導入され、該
バランスディスクの回転に伴なう遠心力によって各溝内
に運ばれ、さらに各溝からバランスディスクのディスク
部の表面とこれに対向するバランスブッシュ等の静止部
材の表面との間に侵入して同部に流体膜を形成する。こ
れにより前記両表面間の金属接触の発生が回避される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
【0014】図5は本発明が適用される多段ポンプの縦
断面図である。図5において、11は回転駆動される主
軸、12は吸込ケーシング、33は該吸込ケーシング1
2に設けられた流体の吸入口、13は吐出ケーシング、
34は該吐出ケーシング13に設けられた吐出口であ
る。14は軸方向に複数個並設された中間ケーシングで
あり、前記吸込ケーシング12、複数個の中間ケーシン
グ14及び吐出ケーシング13は複数の締付けボルト3
1及びナット32によって一体に締付け固着されてい
る。
【0015】15は前記主軸11に固定された複数段の
インペラ、35及び36は前記吸込ケーシング12の前
端面及び吐出ケーシング13の後端面に夫々固定された
軸受箱である。16、16は前記主軸11の両端を支承
する平軸受で、前記軸受箱35、36に夫々固定されて
いる。18は前部のスタッフィングボックス、19は後
部のスタッフィングボックスで、夫々吸込ケーシング1
2及び吐出ケーシング13に固定されている。以上の構
成は従来技術と同様である。
【0016】本発明においては、図5に示す多段ポンプ
において、インペラ15による軸スラストをバランスさ
せるためのバランスディスク(図5の符号20)及びそ
の関連部分を改良し、ばね25付きのスラスト軸受17
を除去している。
【0017】即ち図1〜図4は本発明の実施形態に係る
バランスディスク及びその関連部分の構成を示し、図1
はバランスディスク取付部近傍の要部断面図、図2は図
1のA−A矢視図である。また図3及び図4はバランス
ディスクの変形例を示す軸直角方向に視たる図である。
【0018】図1〜図2において、1はバランスディス
クである。該バランスディスク1は、図1に示すよう
に、前記主軸11の外周に焼ばめ等によって固定されて
該主軸11とともに回転し、インペラ15最終段の流体
の圧力を吐出方向(軸端方向)に作用させて、吐出側か
ら吸込側の方向に作用する前記インペラ15の軸スラス
トとバランスさせるようになっている。
【0019】23は上記主軸11のリング溝11a内に
嵌着された2つ割りのスプリットリングである。24は
リングカバーで、ボルト24aによって前記バランスデ
ィスク1の後端面側に固定されている。そして該リング
カバー24の内周の溝には、前記スプリットリング23
が嵌合されて半径方向に支持されている。21は前記吐
出ケーシング13の内周に嵌着されたバランスブッシュ
で、その内周と前記バランスディスク1の円筒部1aと
の間には流体が通流可能な間隙Cが形成されている。
【0020】22は第2バランスブッシュで、前記バラ
ンスディスク1のディスク部1bの外周との間に流体が
通流可能な程度の間隙C1 を存してボルト22aによっ
て前記吐出ケーシング13に固定されている。2aは、
前記バランスディスク1のディスク部1bと前記バラン
スブッシュ21の端面21a内周部との間に形成された
流体室で、前記間隙Cに連通されている。
【0021】前記バランスディスク1には前記バランス
ブッシュ21の端面21aに対向するディスク部1bの
表面1cに、図2に示すように円周方向等間隔に複数の
円形状の溝2が刻設されている。そして該溝2の内周は
前記ディスク部1bとバランスブッシュ21との間に形
成された流体室2aに開口されている。
【0022】かかる多段ポンプの運転時において、イン
ペラ15にて発生する吐出圧力によって吸込側(図の左
方向)にむけて軸スラストが作用する。一方、前記バラ
ンスディスク1においては、インペラ最終段の吐出圧力
による流体力が円筒部1aの端面1d及びディスク部C
及び流体室2aを介してディスク部1bに作用する。こ
の流体力つまり前記軸スラストと反対方向に働く軸方向
力はスプリットリング23を介して主軸11に伝達さ
れ、該主軸11に前記軸スラストと逆方向に作用して、
該軸スラストを打ち消す。
【0023】そして、前記インペラ最終段部における流
体(水)は前記間隙Cを通って流体室2aに導入され、
バランスディスク1の回転に伴なう遠心力によって、各
溝2内に運ばれ、さらに図2の矢印に示すように、該バ
ランスディスク1の回転によって各溝から前記ディスク
部の表面1cとバランスブッシュの端面21aとの間に
侵入して同部に液体膜(水膜)を形成する。
【0024】これにより、前記バランスディスク1のデ
ィスク部1bとバランスブッシュ21との金属接触の発
生が回避される。従って、図5の従来技術に示すような
ばね25付きのスラスト軸受17は不要となる。
【0025】本発明の実施形態の変形例を示す図3〜図
4において、図3に示すバランスディスク1は円周方向
(好ましくはバランスディスク1の回転方向)に傾斜し
た矩形状の溝2を設けたものである。また図4のバラン
スディスク1は矩形状の溝2の夫々に、円周方向(好ま
しくはバランスディスク1の回転方向)に沿った傾斜面
を有する傾斜溝2bを設けたものである。図3〜図4に
示すバランスディスク1は溝2がディスクの円周方向に
延びた形になっているので、図1〜図2に示す実施形態
のものよりも液体膜(水膜)を形成し易くなる。
【0026】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、イン
ペラ出口の流体がバランスディスクのディスク部が臨む
流体室からバランスディスクに設けられた各溝に運ば
れ、さらに各溝からバランスディスクとこれに対向する
バランスブッシュ等の静止部材との表面間に侵入して流
体膜を形成することが可能となる。
【0027】これによって、前記表面における金属接触
及び該金属接触によって引き起こされるバランスディス
ク及び関連部材の損傷の発生を防止することができる。
【0028】また、前記金属接触防止用として設けてい
たばね付きスラスト軸受の設置を省略することができ、
装置が簡単化され、低コストとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本体の実施形態に係る多段ポンプのバランスデ
ィスク近傍の要部縦断面図である。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】上記実施形態における溝の変形例(その1)で
ある。
【図4】上記実施形態における溝の変形例(その2)を
示し、(A)は要部正面図、(B)は(A)におけるB
−B線断面図である。
【図5】多段水ポンプの縦断面図である。
【図6】従来技術を示す図1対応図である。
【符号の説明】
1 バランスディスク 1a 円筒部 1b ディスク部 2 溝 2a 流体室 2b 傾斜溝 11 主軸 12 吸込ケーシング 13 吐出ケーシング 15 インペラ 21 バランスブッシュ 22 バランスブッシュ 23 スプリットブッシュ 24 リングカバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動される主軸の外周に固定された
    インペラにより、吸込口からポンプ内に導入された流体
    を吐出口に圧送するように構成されるとともに、前記主
    軸の軸端寄りの外周に、前記インペラ出口の流体力の作
    用により、前記インペラからの軸スラストと逆方向の軸
    方向力を発生させるバランスディスクを固着してなる軸
    流ポンプにおいて、 前記バランスディスクは、バランスブッシュ等の静止部
    材と対向するディスク部表面に、前記インペラ出口の流
    体が導入される複数の溝を設けてなることを特徴とする
    軸流ポンプのバランスディスク装置。
  2. 【請求項2】 前記複数の溝は、前記ディスク部の内周
    部が臨み前記インペラ出口の流体が導入される流体室
    に、その内周部が開口するように構成されてなる請求項
    1記載の軸流ポンプのバランスディスク装置。
JP10110196A 1998-04-06 1998-04-06 軸流ポンプのバランスディスク装置 Withdrawn JPH11294375A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10110196A JPH11294375A (ja) 1998-04-06 1998-04-06 軸流ポンプのバランスディスク装置

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JP10110196A JPH11294375A (ja) 1998-04-06 1998-04-06 軸流ポンプのバランスディスク装置

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JPH11294375A true JPH11294375A (ja) 1999-10-26

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JP (1) JPH11294375A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170073278A (ko) * 2015-12-18 2017-06-28 현대중공업 주식회사 임펠러용 밸런스 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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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: 20050607