KR850000352B1 - 유체순환용 축류(軸流)원심펌프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유체순환용 축류(軸流)원심펌프

제1도는 본 발명에 따른 펌프 조립체의 개략 단면도.

제2도는 펌프 조립체의 세부도.

제3도는 펌프 베어링의 세부도.

제4도는 베어링에 다른 변형예의 세부도이다.

본 발명은, 특히 원자로의 냉각에 적용되는 유체 순환용 축류(軸流) 원심 펌프에 관한 것이다.

원자로는 그 원자로와 증기 발생기 사이에서 순환되는 유체, 예를들면 물의 순환에 의해 냉각된다. 냉각유체의 이러한 순환은, 구동모우터, 플라이휘일 및 펌프로 구성된 수직 축형태의 원동기-펌프에 의해 행진다. 그 펌프는, 흡입구 목 부분에 의해 축방향으로 유체가 공급되고 고정자 내측에서 회전 구동되는 회전자를 형성하는 휘일을 가지고 있고, 그 고정자는 유동실(flow-chamber)내측으로 개구하여 있는 배출구를 형성한다. 최근 기술에서는, 토로이드(torid)형태의 유동실이 흡입구 목부분을 둘러싸고 있다.

흡입부 목부분의 단부에 위치된 회전자는 흡입구 목부분의 축방향으로 연장하는 구동축의 단부에 돌출하여 설치되어 있고, 그 구동축은 흡입구 목부분의 반대측에서 유동실을 형성하는 횡벽을 통과한다. 그 회전자는 구동축의 단부에 설치된 디스크와 토로이드 형태의 외측면 사이에 고정된 다수의 블레이드를 가지고 있고, 유동실의 측벽과, 회전자의 외측면 방향으로 위치된 토로이드형의 외측면 사이에 배치된 다수의 고정 블레이드를 가진 소용돌이 부형태의 고정자 내측에서 회전한다. 그 회전자는 유체를 계속 안내하도록 고정자의 측면에 흡입구 목부분의 단부를 연결하는 원통형 부품에 의해 둘러싸여 있다.

일반적으로, 회전자에의 도입구에 위치한 래비린드 시일(labyrinth seal)이 펌프의 고압 부분과 저압 부분 사이의 유체 밀폐를 행하며, 유동실의 구동축 도입구의 유체밀폐는 통상의 형태의 회전식 방수 시일에 의해 달성된다. 3 또는 4개의 베어링을 가진축의 저부 베어링은 유체 밀폐된 봉함체내에 통상 위치되어 있다. 이제까지, 그러한 회전자는 구동축의 단부에 돌출하여 장착되어 있어, 저부 베어링과 휘일의 중심((重心) 사이 간격이 선택된 베어링의 형태에 따라 다소 큰 수 있다.

예을 들면, 유체 역학적인 베어링을 사용하는 것이 가압수형 또는 비등수형 원자로의 1차 펌프에서 비교적 통상적이지만, 만족한 작동을 위해 그 베어링은 물의 점도가 어떤 값 이상으로 유지되어야 하는 것을 요한다. 구조상 이러한 요구사항은 예를들어 열교환기 형태의 열차폐물을 베어링과 휘일사이에 설치함을 요한다. 이것은 회전자의 돌출을 증대시키며, 이런 단점을 제거하기 위해 유체 정역학적 베어링을 사용하고, 이런 형태의 베어링의 작동은 유체의 점도에 좌우되지 않는다. 이경우 유체 정역학적 베어링이 회전자의 바로 아래에 위치되고, 따라서 베어링의 중심과 회전자의 중심 사이 간격과 동일한 거리의 돌출이 약간 감소되나 이것은 아직도 큰 것으로 간주된다. 한편, 특히 회전식 방수시일의 보호를 위해 필요한 열차폐물은 그 유체 정역학적인 베어링 위에 위치되고, 따라서 유동실의 횡벽과 떨어져 위치된다.

본 발명의 목적은 회전자의 돌출이 더 감소되거나 완전히 제거될 수 있는 새로운 구조를 제공하는데 있다. 본 발명에 따라, 회전자는 그 회전자의 외측면의 상류부분에 배치된 저어널(journal)을 가진 유체 정역학적 베어링에 의해 축방향으로 지지되고, 그 저어널은 흡입구 목부분에 고정자의 상류단부를 연결하기 위한 부품상에 배치된 베어링과 협동하며, 상기 베어링은 유동실과 연통하여 배치된 다수의 베어링 포켓트를 가지고 있어, 그 베어링에, 유동실내에 나타나는 압력펌프를 통과하여 유체가 유입된다.

본 발명을 첨부 도면에 예시된 특정 실시예를 참조하여 더 상세히 설명한다.

제1도에, 배출구 목부분(21)에 연결된 토로이드형의 유동실(2)의 축을 따라 연장하는 흡입구 목부분(1)을 가진 펌프조립체가 도시되어 있다.

그 흡입구 목부분(1)은 그의 단부에서 회전자(3)내로 개구되어 있고, 그 회전자(3)은 도시하지 않은 모우터에 연결된 축(30)의 단부에 설치되어 있다. 회전자(3)은 유동실(2)내측에 장착된 고정자(4)내측에서 회전하며, 그 고정자는 회전자의 회전에 의해 순환되는 유체의 배출구를 위한 소용돌이부를 형성한다.

이 목적을 위해, 제2도에 도시된 바와 같이, 회전자(3)은 축(30)의 단부에 돌출 장착된 디스크(32)와, 내부형태가 토로이드 형태인 외측면(33)사이에 고정된 다수의 블레이드(31)을 가지고 있다. 그리하여, 펌프는 축류 원심 펌프 형태로 되며, 유체의 흐름이 흡입구 목부분을 통해 축방향으로 들어와 유동실(2)의 쪽으로 반경방향으로 전환된다. 회전자로부터의 배출구에서의 유체의 안내는 다수의 고정 블레이드(41)을 가진 배출구 소용돌이부 즉, 고정자(4)에 의해 행해진다. 그 블레이드(41)들은, 유동실의 벽(22)와 회전자의 디스크(32)사이를 연결하는 디스크(42)와, 내측면이 토로이드 형태로 되어 있고 회전자의 외측면(33)을 따라 연장하는 외측면(43)사이에 설치되어 있다.

고정자의 외측면(43)의 상류는 원통형 연결 부재(44)까지 연장하여 있고, 그 부재(44)는 회전자의 외측면(33)의 상류부분을 둘러싸고 있으며, 한편으로 흡입구 목부분(1)의 단부에의 연결을 제공한다. 이 목적을 위해 흡입구 목부분(1)은 연결부재(44)위의 외측에 설치된 어댑터(11)을 구비하고 있다.

본 발명에 따라, 회전자(3)은 회전자의 외측면(33)의 상류부분에 배치된 저어널(51)과, 연결부재(44)상에 배치된 베어링(52)로 구성된 유체 정역학적인 베어링(5)에 의해 축(30)의 상류단부에서 지지된다. 그 베어링은 유동실(2)와 연통하여 배치된 다수의 베어링 포켓트(53)을 가지고 있다, 그리하여 그 포켓트에는 흡입구 목부분(1)내의 압력보다 큰 유동실(2)내의 압력으로 펌프를 통과하여 흐르는 유체가 공급된다. 따라서 베어링으로부터 누출 흐름이 발생되며, 그 흐름은 흡입구의 저압 지역으로 하방으로 배출된다. 베어링 포켓트 내로의 공급은 각 구멍(54)를 통해 직접 달성될 수 있으나, 그 구멍은 연결부재(44)에 배치된 환상매니포울드(55)내로 개구하여 있다. 또한 연결부재(44)는 오리피스(56)을 통해 유동실의 내부와 연통하여 배치되어 있다.

베어링의 보어와 저어널의 상응하는 표면은 펌프의 작동시 베어링과 저어널 사이의 직접 접촉의 가능성을 제한하도록 단단한 금속으로 피복될 수 있다. 예를들어, 베어링 및 저어널은 탄화물 또는 니켈이나 코발트 기재합금으로 피복된 강으로 만들어져도 좋다.

또한, 제3도에 도시된 변형예에 따라, 회전자의 외측면(33)과 고정자의 외측면(43)사이 고정자에 환상 간격(45)가 배치될 수 있고, 그 환상 간격은 베어링의 상류층 흡입구 목부분의 단부에 배치된 상응하는 환상 간격(15)와 통로(46)을 통해 연통하여 있다. 그리하여, 압력균형 때문에 베어링으로부터 상하방으로 대칭적으로 유체가 배출될 수 있어 베어링의 효율이 증대된다.

회전자의 상류단부의 유체 정역학적 베어링의 그러한 배치에 의해, 회전자의 디스크(32)의 바로위, 즉 유동실의 벽(22)의 높이에 열차폐물(6)을 배치하는 것이 가능하다. 그리하여 회전식 방수시일(7)이 회전자에 밀접히 배치될 수 있게 하여 축의 길이를 감소시킬 수 있다. 그 열차폐물은 축(30)을 둘러싸고 있는 열교환기 형태로 통상의 방식으로 만들어진다.

본 발명은 상술한 실시예의 세부에 한정되는 것이 아니고, 동등한 수단의 사용에 의해 개조가 가능함은 물론이다.

따라서, 제4도에 도시된 바와 같이, 베어링포켓트가 배치된 연결부재는번호 (60)으로 나타낸 바와 같이 흡입구 목부분(1)의 단부와 일체로 되어도 좋고, 고정자의 외측면(43)에 연결 어댑터(50)가 설치될 수도 있다.

Claims (1)

1. 흡입구 목부분(1)을 둘러싸고 있고 횡벽(22)에 의해 그 흡입구 목부분의 반대측부에 연결되어 있는 토로이드 형태의 유동실(2)과, 그 유동실의 횡벽의 외측으로부터 흡입구 목부분의 축방향으로 연장하는 구동축(30)의 단부에 장착되어 있으며, 그 구동축의 단부에 장착된 디스크(32)와 토로이드 형태의 외측면(33)사이에 고정된 다수의 블레이드(31)를 가지고 있는 회전자(3)와, 상기 유동실의 횡벽(22)과 회전자의 외측면(33)을 따라 연장배치된 토로이드형의 외측면(43) 사이에 설치된 다수의 고정블레이드(41)를 가진 배출구 소용돌이부 형태의 고정자(4)로 구성되어 있고, 상기 회전자(3)가 흡입구 목부분(1)의 단부와 고정자의 외측면(43)사이의 연결을 위한 부재(44)에 의해 둘러싸여 있는 유체 순환용 원심펌프에 있어서, 상기 회전자(3)가 회전자의 외측면(33)의 상류 부분에 배치된 저어널(51)과, 흡입구 목부분(1)에의 고정자(4)의 연결을 위한 부재(44)상에 배치된 베어링(52)으로 이루어진 유체 정역학적 베어링(5)에 의해 축방향으로 지지되어 있고, 상기 베어링(5)이, 유동실(2)과 연통하여 있고 유동실내의 압력으로 펌프를 통과하여 흐르는 고압 유체가 유입되는 다수의 베어링 포켓트(53)를 가지고 있고, 환상 간격 (45)이 고정자의 외측면(43)과 회전자의 외측면(33)사이의 베어링의 하류측에 형성되고, 그 환상간격(45)이 연결부재(44)에 배치된 적어도 하나의 압력균형통로(46)에 의해 베어링(52)의 상류측에서 흡입구 목부분(1)과 연통하여 있는 것을 특징으로 하는 유체 순환용 축류원심펌프.

Images