JPS6062673A

JPS6062673A - 閉ランキンサイクル式給水ポンプ

Info

Publication number: JPS6062673A
Application number: JP17100783A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Uematsu; 上松　一雄; Tsugio Kishi; 岸　次男
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1985-04-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、クローズドランキンサイクルシステムに用い
られる給水ポンプに関し、特に、水中航走体や各種乗物
等に用いて好適の閉ランキンサイクル式給水ポンプに関
する。

一般のクローズドランキンサイクルシステム（Ｃ１ｏｓ
ｅｄ　Ｒａｎｋｉｎ　Ｃｙｃｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）とし
ては、発電用蒸気パワープラントなどがあるが、これら
は十分な設置スペースがあり、かつ各機器の天地関係が
変化することがない。これに対して、水中航走体エンノ
ンにクローズドランキンサイクルシステムを適用した場
合、スペース上の制約が厳しい上に、水中航走体自体の
姿勢が変化するため、各機器の天地関係はないのに近い
状態である。したがって、一般的なりローズトランキン
サイクルシステムをそのまま適用することがで４１ない
という問題点がある。

本発明は、このような問題点の解消をはかろうとするも
ので、水中航走体エンジン等にクローズドランキンサイ
クルシステムを適用できるようにした閉ランキンサイク
ル式給水ポンプを提供することを目的とする。

このため、本発明の閉ランキンサイクル式給水ポンプは
、三段式ポンプにおいて、一段目のロータ型水封式真空
ポンプと、二段目の遠心ポンプと、三段目のギヤポンプ
とをそなえ、上記水封式真空ポンプのロータと、上記遠
心ポンプの羽根車と、上記ギヤポンプにおける一方のギ
ヤとが、共通のポンプケーシング内において一体をなす
駆動軸にそれぞれ装着されるとともに、上記真空ポンプ
における水通路入口およびガス排出口ならびに上記ポン
プの水通路出口に、それぞれチェック弁が取付けられて
いることを特徴としている。

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜６図は本発明の一実施例としての閉ランキンサイ
クル式給水ポンプを示すもので、第１図はその装備され
るクローズドランキンサイクルシステムの全体構成を示
す模式図、第２図はその全体構成を示す模式図、第３図
はその斜視図、第４図はその縦断面図、第５図は第４図
の■−■矢視断面図、第６図は第４図のＶｌ−Ｖｌ矢視
断面図である。

本発明の閉ランキンサイクル式給水ポンプの装備される
クローズドランキンサイクルシステムは第１図に示すよ
うになっており、タービンＴで乾き飽和蒸気が断熱膨張
されて仕事を発生し、その排気がコンデンサＣに供給さ
れ、海水Ｗにより冷却される。

そして、コンデンサＣに生成した気液混和体を給水ポン
プＰに導入し、脱気加圧して飽和水にする。

この飽和水をボイラーＢにより加熱して乾き飽和蒸気と
し、再びタービン′ｒに導かれる。

すなわち、上述のクローズドランキンサイクルシステム
における給水ポンプＰが本発明の閉ランキンサイクル式
給水ポンプであり、第２〜６図に示すように構成されて
いる。

第２〜４図に示すように、本発明の閉ランキンサイクル
式給水ポンプＰは、一段目をロータ型水ＩＪ式真空ポン
プ１、二段目を遠心ポンプ２、三段目をギヤポンプ３と
する三段ポンプで構成され、これらが−木のケーシング
Ａ内に収容されている。

そして、水封式真空ポンプ１のロータ８と、遠心ポンプ
２の羽根車９と、ギヤポンプ３の一方のギヤ１（）ａと
が、一体をなす駆動軸４にそれぞれ装置１されてν）る
。

また、水封式真空ポンプ１と遠心ポンプ２とは、ケーシ
ングＡ中間部に開口された水通路人口１１にそれぞれの
吸込側が向かうように背中あわせに配設されている。

さらに、水通路人口１１には、給水ポンプＰ外から内部
への流れのみを許容する逆止弁５が装備されてしする。

一方、水封式真空ポンプ１の排出側には、ガス排出口１
２が設けられており、ガス排出口１２には、水封式真空
ポンプ１内から外方への流れのみを許容する逆止弁７が
装備されている。

ギヤポンプ３は、その吸込側が遠心ポンプ２の吐出側に
向かうように配設されており、ギヤポンプ３の水通路出
口１９がケーシングＡの吐出部位置に設けられている。

この水通路出口１９には、ギヤポンプ３内から外方への
流れのみを許容する逆止弁６が設けられている。

そして、水封式真空ポンプ１の構造は第５図に示すよう
になっており、駆動軸４に固着されたロータ８がステー
ター１３内を回転駆動され、角笛状の開口部１４から気
液混相体が吸入され、開口部１５からガスが損出される
ようになっている。

また、ギヤポンプ３の内部構造は第６図に示すようにな
っておＩ）、駆動軸４にキー１６により係止されるギヤ
１０ａが、従動ギヤ１（Ｊｂとともに回転し吸込側２０
から供給された水の加圧作用が行なわれ、吐出側２１か
ら吐出されるようになっている。

なお、符号１７は従動軸を示しており、キー１８により
従動ギヤ１０１）に係止されている。

本発明の閉ランキンサイクル式給水ポンプは、−に連の
ごとく構成されているので、クローズドランキンサイク
ルシステムの作動時に、コンデンサＣにおいテ生成した
気液混和体が、閉うンキンサイクル式給水ポンプＰ内に
水通路人口１１を通じて吸引供給される。

この場合において、気液混和体の吸引は、真空ポンプ１
と遠心ポンプ２とが協働して行なう。

このため、通常は自吸性能の大きい真空ポンプ１が大部
分を吸引するが、真空ポンプ１内が水で満たされて、吸
引性能を失なった場合には、遠心ポンプ２により吸引さ
れる。

そして、真空ポンプ１により、気液混和体中のガスが分
１１１ｉされて、ガス（１出口１２からダ１出される。

ところで、真空ポンプ１の水は、逆止弁５　＋　”／　
ｉこより保持される。

すなわち、真空ポンプ１により分離されたガスは逆止弁
７を介してガス排出口１２から排出されるが、逆止弁７
の啓開圧を＄１　整することにより、ガスのみが排出さ
れ、真空ポンプ１内の水がガスとともに排出されないよ
うになる。

また、逆止弁７は、真空ポンプ排気側圧力を上昇させる
ので、真空ポンプ１内の蒸気の液化を促進する作用も有
しており、これにより、ガス排出口１２がらはガスのみ
が排出される。

なお、吸込側からの真空ポンプ１内の水の流出は、逆止
弁５により防止される。

このようにして、ガス抜きされた気液混和体は、遠心ポ
ンプ２に吸引され、加圧されて、液相の比が高められる
。

これにより、ギヤポンプ３に気液混相体を供給した際の
ペーパーロック（Ｖ　ａｐｅｒ　ｌ　ｏｃｋ　）が防止
される。

そして、液相の比を高められた気液混和体は、ギヤポン
プ３に供給され、高圧に加圧される。

すなわち、ギヤポンプ３により、高吐出差圧ドでの吐出
性能が確保され、所要量の高圧水か、水通路用１コ１９
を通して吐出される。

この吐出水は、ボイラーＢに供給される。

なお、逆止弁６により、クロース１ランキンサイクルシ
ステムの初Ｊｖｊ起動時における逆流が防止される。

以上詳述したように、本発明の閉ランキンサイクル式給
水ポンプによれは、三段式ポンプにおいて、一段目のロ
ータ型水月式真空ポンプと、二段目の遠心ポンプと、三
段目のギヤポンプとをそなえ、上配水月式真空ポンプの
ロータと、」二記遠心ポンプの羽根車と、上記ギヤポン
プにおける一方のギヤとが、ノ（通のポンプケーシング
内において一本をなす駆動軸にそれぞれ装着されるとと
もに、上記真空ポンプにおける水通路入口およびガス排
出口ならびに上記ポンプの水通路用に１に、それぞれチ
ェック弁が取（＝Ｉけられるという簡素な構成で、以下
のような効果ないし利点を得られる。

（１）水タンクがなくても、初期にサイクルライン内の
ガスを排出して真空引し、かつ気液混和流に対しても自
吸性能、吸込性能が確保される。

（２）水封式真空ポンプを装備しているので、気液混和
流に対しても問題なく作動し、ポンプ内で凝縮性ガスが
圧縮・凝縮しても問題がない。

（３）真空ポンプ内に水が増加するとポンプ作用をせず
、仕事をしなくなるので、蒸気がコンデンサで十分に凝
縮された運転状態においても問題を生じない。

（４）真空ポンプ内に水が増加し、真空ポンプが吸込性
能を失なっても遠心ポンプがこれを行なうため吸込性能
が確保される。

（５）小型高性能クローズドサイクルエンジンとするた
めには、蒸気圧を高圧化する必要があるが、ギヤポンプ
を装備しているので、給水ポンプは一定の高吐出差圧性
能を有するようになる。

（６）定容積型ポンプは気液混和流に対してペーパーロ
ック（Ｖａｐｅｒ　１ｏｃｋ）を生しやすいが、真空ポ
ンプによりガス抜きが行なわれ、遠心ポンプにより液比
率が向上されるので、ペーパーロックを生じないで運転
できる。

（７）ギヤポンプを装備しているので、高吐出差圧下に
おける吐出性能を小型のポンプで維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の一実施例としての閉ランキンサイ
クル式給水ポンプを示すもので゛、第１図はその装イイ
８されるクロース１ランキンサイクルシステムの全本構
成を示す模式図、第２図はその全本構成を示す模式図、
第３図はその斜視図、第１↓図はその縦断面図、第５図
は第４図のｖ−■矢視断面図、第６図は第４図のＶｌ−
Ｖｌ矢視断面図である。１・・水封式真空ポンプ、２・・遠心ポンプ、；３・・
ギヤポンプ、４・・駆動軸、５，６．７・・逆止弁、８
・・ロータ、９・・羽根車、’ＪＯａ・・ギヤ、１０１
）・・従動ギヤ、１１・・水通路入口、１２・・ガス排
出口、１３・・ステーター、３４．１５・・開１コｌｌ
Ｂ、１６・・キー、１７・・従動軸、１８・・キー、１
９・・水通路出口、２０・・吸込側、２１・・吐出側、
Ａ・・ケーシング、Ｂ・・ボイラー、Ｃ・・フンデンサ
、Ｔ・・タービン、Ｐ・・閉ランキンサイクル式給水ポ
ンプ、Ｗ・・海水。復代理人　弁理士　飯　沼　義　彦第４図「７第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

三段式ポンプにおいて、一段目のロータ型水封式真空ポ
ンプと、二段目の遠心ポンプと、三段目のギヤポンプと
をそなえ、上記水封式真空ポンプのロータと、上記遠心
ポンプの羽根車と、上記ギヤポンプにおける一方のギヤ
とが、共通のポンプケーシング内におり）て一体をなす
駆動軸にそれぞれ装着されるとともに、上記真空ポンプ
における水通路入口およびガス排出口ならびに上記ポン
プの水通路出口に、それぞれチェ・ンク弁が取付けられ
ていることを特徴とする、閉ランキンサイクル式給水ポ
ンプ。