JP2003201983A - 多段遠心ポンプ - Google Patents
多段遠心ポンプInfo
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- JP2003201983A JP2003201983A JP2002002210A JP2002002210A JP2003201983A JP 2003201983 A JP2003201983 A JP 2003201983A JP 2002002210 A JP2002002210 A JP 2002002210A JP 2002002210 A JP2002002210 A JP 2002002210A JP 2003201983 A JP2003201983 A JP 2003201983A
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
液する遠心ポンプを提供する。 【解決手段】 遠心ポンプ12を、モータ16に駆動さ
れる単一の駆動軸14上に複数配置し、比速度(rp
m,m3/min,m)が100以下の極低比速度多段
遠心ポンプ10を構成する。駆動軸14をボールベアリ
ング18,19により支持し、駆動軸14の半径方向の
移動量を小さくする。これにより、インペラ20の吸込
み口40の外側の径と、これに対応するハウジング21
の内径のクリアランスを0.2mm以下、または直径の
1/1000以下とし、漏れを低減する。漏れ量の減少
によりポンプ効率が向上する。
Description
を単一の駆動軸上に配置した多段遠心ポンプに関し、特
に、低比速度に対応した多段遠心ポンプに関する。
スを小流量(例えば10m3/h)、高揚程(400m
超)で送液する場合、一般的に往復動ポンプが使用され
る。これは、このような小流量、高揚程の条件におい
て、遠心ポンプを設計しようとすれば、従来通り比速度
(rpm,m3/mim,m)100以上としたときに
は多段のポンプの段数が多くなり現実的ではなく、一方
比速度が100以下であっては、遠心ポンプの効率が1
0%以下と、低くなるためである。しかし、往復動ポン
プを採用した場合であっても、取扱い流体が気化しやす
い液化ガスであるために、軸シール部のパッキンの寿命
が短いという問題があった。
は、ポンプおよびこれを駆動するモータごと、液化ガス
中に沈め、液化ガスにより潤滑を行うことにより、パッ
キンを用いない構造を達成できるため、前述のパッキン
寿命に関する問題は生じない。
は、前述のように効率が低くなったり、多段遠心ポンプ
の段数が増加し、大型化し、駆動軸の長さの増加に伴う
危険速度が低下するなどの問題が発生する。
00rpmを超えるようにする場合には、ボールベアリ
ングを使用できず、ジャーナルベアリングとする必要が
生じる。このベアリングは液化ガスで潤滑されるが、沸
騰を避けるため、液化ガスの潤滑量を多くする必要があ
り、このためにベアリング部分のクリアランスを小さく
することができない。ベアリング部分のクリアランスが
小さくできないということは、軸の半径方向の移動が規
制されないということであり、ポンプのインペラとケー
シングの隙間も、ジャーナルのクリアランス以上に大き
くする必要がある。この結果、ポンプの漏れが増加し、
特に揚程が高い場合にポンプ効率が低下して、実用的な
設計ができないという問題があった。
ものであり、沸騰しやすい液化ガスを、小流量、高揚程
で送液する遠心ポンプを提供することを目的とする。
めに本発明にかかる、複数の遠心ポンプをモータに駆動
される単一の駆動軸上に配置した多段遠心ポンプは、イ
ンペラ吸込み口外側の直径と、ポンプケーシングとの直
径クリアランスを、0.2mm以下または直径の1/1
000以下としたものである。この部分のクリアランス
を小さくすることにより、各段のポンプにおいて、吐出
側から吸込み側に流れる漏れ量を抑制することができ、
ポンプ効率が向上する。また、クリアランスを小さくす
ることで、この部分が動圧軸受として作用する。これに
より、軸支持点が増加し、駆動軸の危険速度が高まり、
安定した運転が可能となる。
より支持されるようにできる。ボールベアリングの採用
により、ジャーナルベアリングを用いる場合に比して、
駆動軸の半径方向位置を狭い範囲に規制することができ
る。このことは、前述の、インペラとケーシングのクリ
アランスを小さくすることをより容易に達成可能とす
る。また、このボールベアリングの半径方向荷重は、前
述のクリアランス縮小によって低減されるために、その
寿命は延長される。
速度で運転することが好ましい。このために、駆動用モ
ータに供給する電力の周波数変換を行うインバータを備
えるようにすることが好ましい。
取扱い流体によりポンプを冷却し、ポンプを冷却した取
扱い流体を、1段目遠心ポンプの吐出側より後方の流路
に戻すようにすることが好ましい。これにより、モータ
の発生した熱をポンプ外部に排出しないようにできる。
実施形態という)を、図面に従って説明する。図1は、
本実施形態の多段遠心ポンプ10の概略構成を示す部分
断面図である。複数の遠心ポンプ12は、一つの駆動軸
14を介して、モータ16により駆動される。遠心ポン
プ12の個数、すなわち段数は、要求性能などから適宜
定めることができ、ここでは、N段(Nは2以上の整
数)の多段遠心ポンプについて説明する。遠心ポンプの
段を特定して説明する必要がある場合は、符号12の後
に-1,-2,・・・,-Nの添え字を付して説明する。例えば、1
段目(図中最も下段)の遠心ポンプについては符号12
-1、最終段(図中最も上段)の遠心ポンプには符号12
-Nを用いて説明する。なお、図においては、添え字を付
した符号を示す。モータ16は、モータケース17内に
納められている。モータ16のステータは、モータケー
ス17に固定され、ロータは、駆動軸14に固定されて
いる。駆動軸14は、モータケース17の端部におい
て、二つのボールベアリング18,19により回動可能
に支持されている。
定されるインペラ20と、このインペラを納めているハ
ウジング21を有している。また、ハウジング21内に
は、当該段の遠心ポンプ12が吐出した取扱い流体が流
れる流路22が形成されている。ハウジング21は、個
々の遠心ポンプ12ごとに別体となっており、図示する
ように、略円筒形のケース24内に納められ、ポンプの
軸方向に積み上げられるように配列されている。なお、
インペラ20、ハウジング21および流路22について
も、それらが属する遠心ポンプの段を特定して説明する
必要がある場合には、前述の添え字-1,-2,・・・,-Nを付し
て説明する。
などの極低温の取扱い流体に満たされたタンク26内に
納められ、この結果、前記取扱い流体に浸漬された状態
となっている。タンク26には、吸入管28および循環
管30が設けられ、これらにより、前記取扱い流体の貯
蔵タンク(不図示)と連通している。すなわち、貯蔵タ
ンクから、取扱い流体が吸入管28を介してタンク26
内に流入し、気化した取扱い流体は、循環管30により
貯蔵タンクに戻される。
ポンプ12-1の吸込み口32より取扱い流体を吸い込
み、最終段の遠心ポンプ12-Nの流路22-Nより、吐出
管36を介してタンク26外へ送液する。最終段の遠心
ポンプ12を通過した取扱い流体の一部は、ボールベア
リング18を潤滑しつつ、ここを通過し、モータケース
17内に送られる。さらに、取扱い流体は、後端のボー
ルベアリング19も潤滑する。モータケース17内の取
扱い流体は、戻し流路38により、第1段の遠心ポンプ
12-1の吐出側の流路22-1に戻される。
を示す図である。このポンプのインペラ吸込み口40の
外側の直径と、この部分に対応するハウジング21-1の
内径のクリアランス2aは、米国AP1610の規格に
ある最小クリアランスより小さく設定されている。具体
的には、クリアランス2aを0.2mm、またはインペ
ラ吸込み口40の外側の直径の1/1000としてい
る。さらに、これらの値より小さな値を採ることも可能
である。このように狭いクリアランスによって、漏れ量
を抑制し、100以下の低比速度遠心ポンプにおいて
も、その効率の低下を抑えている。なお、図2は、第1
段の遠心ポンプ12-1のみについて、示してあるが、他
の段の遠心ポンプ12も同様のクリアランスに設定され
ている。
0rpmであっては、遠心ポンプの段数が多くなるか、
または比速度が極めて低くなるなど、実用的ではなくな
る。この面からポンプの回転速度を高めるために、モー
タに供給する電力の周波数をインバータにより高め、3
600rpmを超える回転速度としている。
ハウジング内径のクリアランス2aを小さくすることに
は、駆動軸14がボールベアリング18,19に支持さ
れていることが寄与している。ジャーナルベアリングで
あっては、取扱い流体の沸騰を避けるために、ベアリン
グに供給される取扱い流体の量を増加させる必要があ
る。このため、ベアリングのクリアランスは小さくする
ことができず、このため、前述のクリアランス2aも、
インペラとハウジングの接触を避けるために大きくせざ
るを得ない。ボールベアリングであれば、ベアリング部
のクリアランスの問題はなくなり、駆動軸14の半径方
向の位置は、狭い範囲に限定できる。よって、インペラ
とハウジングのクリアランス2aも小さくすることが可
能となり、この部分の漏れ量を抑制することができる。
内径のクリアランス2aを小さくすることによって、こ
の部分が動圧軸受、つまりジャーナルベアリングのよう
に作用する。これにより、駆動軸14の支持点が増加
し、軸の危険速度が高まり、より安定した運転が達成さ
れる。また、駆動軸14にかかる荷重の一部を、このイ
ンペラとハウジングで形成されたベアリングにより受け
ることにより、ボールベアリング18,19の荷重も低
減され、これらのベアリングの寿命も延長される。
を冷却した取扱い流体は、タンク26に戻すのではな
く、第1段の遠心ポンプの吐出側の流路22-1に戻して
いる。この結果、モータで発生した熱は、タンク26内
に放熱されず、多段遠心ポンプ10によって、吐出管3
6を介して外部に放出される。
量、高揚程、例えば流量5m3/h、揚程450mの仕
様を満たすように設計することができる。ポンプ回転速
度は、8000rpmとされ、この回転速度を実現する
ために、ポンプ10に供給される電力は、インバータに
より、高い周波数に変換されて供給されている。この条
件下において、多段遠心ポンプ10の比速度(rpm,
m3/min,m)を54とすると、ポンプの段数
(N)は3段となり、実用的な値となる。
ある。
である。
軸、16 モータ、18,19 ボールベアリング、2
0 インペラ、21 ハウジング、22 流路、26
タンク、38 戻し流路、40 インペラ吸込み口。
6)
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の遠心ポンプを、モータに駆動され
る単一の駆動軸上に配置した多段遠心ポンプであって、 前記複数の遠心ポンプの少なくとも一つのポンプの、イ
ンペラ吸込み口外側の直径と、ポンプケーシングとの直
径クリアランスを、0.2mm以下とした、多段遠心ポ
ンプ。 - 【請求項2】 複数の遠心ポンプを単一の駆動軸上に配
置した多段遠心ポンプであって、 前記複数の遠心ポンプの少なくとも一つのポンプの、イ
ンペラ吸込み口外側の直径と、ポンプケーシングとの直
径クリアランスを、直径の1/1000以下とした、多
段遠心ポンプ。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の多段遠心ポン
プにおいて、比速度が100(rpm,m3/min,
m)以下である、多段遠心ポンプ。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の多段
遠心ポンプにおいて、前記駆動軸は、ボールベアリング
により支持される、多段遠心ポンプ。 - 【請求項5】 請求項4に記載の多段遠心ポンプにおい
て、3600rpmを超える速度で運転される多段遠心
ポンプ。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載の多段
遠心ポンプにおいて、 前記モータは、最終段の遠心ポンプより吐出された取扱
い流体により冷却され、 前記ポンプを冷却した後の流体は、1段目の遠心ポンプ
の吐出側より後方の流路に戻す、多段遠心ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002002210A JP2003201983A (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 多段遠心ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002002210A JP2003201983A (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 多段遠心ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003201983A true JP2003201983A (ja) | 2003-07-18 |
Family
ID=27642138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002002210A Pending JP2003201983A (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 多段遠心ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003201983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1519053A3 (en) * | 2003-09-29 | 2009-04-08 | Nikkiso Co., Ltd. | A submerged pump having a bearing lubricated by discharged fluid |
| CN106837810A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-06-13 | 高善全 | 一种高吸程自吸式离心泵 |
-
2002
- 2002-01-09 JP JP2002002210A patent/JP2003201983A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1519053A3 (en) * | 2003-09-29 | 2009-04-08 | Nikkiso Co., Ltd. | A submerged pump having a bearing lubricated by discharged fluid |
| CN106837810A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-06-13 | 高善全 | 一种高吸程自吸式离心泵 |
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|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20071030 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080304 |