JPH0220840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は圧送される流体が供給されるような加
圧流体ポンプ用流体静圧軸受に関するものであ
り、特に、ポンプ中の状況とは無関係に確実に作
動する流体静圧軸受に関するものである。

従来の技術 一般に、上述のポンプは電動機によつて回転駆
動される垂直シヤフトに固着された羽根車を有
し、この羽根車のリムは通常流体静圧軸受を介し
て拡散部材の表面上に当接している。この軸受に
よつて余分な片持ち状態を無くしてシヤフトの臨
界速度を高くすることができる。このような技術
は、昭和56年１月７日付けで公開された特開昭56
−596号公報に開示されている。

この軸受には通常圧力の高い方の室中から抜出
された流体が供給され、この流体は次いで通常圧
力の低い方の室中へと放出される。

発明が解決すべき問題点 しかし、例えばポンプの両室中の圧力が逆にな
つて減圧状態となる等の結果ポンプに支障が生じ
た場合、前記流体の通常の流れは逆転する。ま
た、このような圧力の逆転は原子炉の冷却システ
ム内のパイプが破損した場合に起こる。このよう
な異常作動状態では、流体の圧力は流体が供給さ
れるべき室内よりも流入管内での方が高く、静圧
軸受には流入管から受金部材の通孔の下にある部
分の隙間を通つて流体が供給される。受金部材の
通孔の下にある部分での隙間が大きくなるにつれ
て通孔内での流体圧力が増大するため、静圧軸受
は不安定になる。静圧軸受がずれると、ずれと向
き合つた通孔内に他の通孔内の圧力よりも高い流
体圧力が生ずる。このようにバランスを失うとず
れが大きくなり、回転子と固定子との間に接触が
生じ、このような接触は静圧軸受の部材をかなり
劣化させる。

上述の先行技術には、ジヤーナルと受金部材と
が接触することによるこれらの部材の劣化を小さ
くするため、これらの部材を硬質の金属で覆つて
もよいということが開示されているが、圧力がど
のような状態にあろうと回転子と固定子との間の
いかなる接触をも阻止するような技術は開示され
ていない。

従つて上記流体静圧軸受はもはや作動しなくな
つて不安定となる。この現象はポンプを故障させ
るだけでなく軸受部品を大巾に劣化させる。

本発明の目的は室を特定することなく常に流体
を高圧状態にある方の室から受金に形成されたく
ぼみ部へ供給し、次いでこの流体を低圧状態にあ
る方の室へ放出するようにした軸受を用いて前記
欠点を無くすことにある。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、通常の作動状態では比較的高
圧の流体で満たされた高圧隔室と、通常の作動状
態では比較的低圧の流体で満たされた低圧隔室と
を持つ流体ポンプ用の静圧軸受において、この静
圧軸受は受金を有し、低圧隔室と直接連通する室
がこの受金の一方の側部に隣接して設けられ、こ
の室は受金を軸線方向に貫通する流路を介して受
金の側部の側方に設けられた室と連通し、受金
は、その内面に複数の開口部を有し、そして流体
をこれらの開口部に送出する供給する複数のノズ
ルが設けられ、これらのノズルの各々は、導管を
介して室と連通し、且つ導管を介して高圧隔室と
連通し、ノズル、及び導管の間に構成される弁室
内にはボールが配置されて第１ボール弁装置が構
成され、このボール弁装置は、高圧隔室内の圧力
が低圧隔室内の圧力よりも高い通常の作動状態で
は、高圧隔室内の流体を導管及びノズルを介して
開口部に流出させるように作動し、高圧隔室内の
圧力が低圧隔室内の圧力よりも低い異常状態で
は、低圧隔室内の流体を、流路、室、導管、及び
ノズルを介して開口部に向かつて送出するように
作動し、開口部の各側には拡張室が夫々設けら
れ、これらの拡張室は、導管２０を介して室及び
低圧隔室と連通し、導管の開放端には、室への流
れのみを許容する逆止弁が設けられ、導管は、導
管を介して高圧隔室と連通し、導管には高圧隔室
への流れのみを許容する逆止め弁が設けられ、高
圧隔室内の圧力が低圧隔室内の圧力よりも高い通
常の作動状態では、拡張室によつて供給された流
体は、導管を介して室に向かつて流出し、他方、
高圧隔室内の圧力が低圧隔室内の圧力よりも低い
異常状態では、拡張室によつて供給された流体は
導管を介して、高圧隔室に流入する、ことを特徴
とする静圧軸受が提供される。

本発明の上記およびその他の目的、利点、特徴
は添付３枚の図に示した実施例に関する以下の説
明から明らかになるであろう。

実施例 先ず第１図を参照すると、シヤフト１に固設さ
れた羽根車２のリム３は流体静圧軸受の受金４を
介して渦室６に固設された拡散体５上に当接して
いる。

正常運転時には室７中の流体は室８中の流体よ
り低圧になつている。

軸受の受金４に形成されたくぼみ部９には室８
中の高圧流体が供給されて室７の方へ排出され
る。そのため、室１１と１２の間で受金４には導
路１０が形成されていて、正常運転時には受金４
の両側が低圧になるようになつている。室１２と
室８との間には例えばラビリンスのようなシール
１３が設けられていて、流体が全く流出しないよ
うになつていると同時に、室１２中の圧力が増加
するようになつている。

次に第２，３図を参照すると、これらの図には
本発明による２つの異なつた軸受の軸方向断面が
拡大図で示してあり、受金４に形成されたくぼみ
部９はノズル１４と連通している。このノズル１
４は上流で導管１５を介して室８に、また導路１
６、室１２そして導管１０（第２，３図には図示
していない）を介して室７に各々連通している。

２つの導路１５，１６中を流れる流体は絞りと
組合わされたボール１７によつて規制され、この
ボール１７は２つの室７，８中の圧力の差によつ
て作動する逆止弁を構成している。

室１２が低圧で室８が高圧である時には、ボー
ル１７は導路１６を閉じるように移動して室８か
ら来る流体のみを通過させるということは明らか
であろう。

異常運転時すなわち室７と８中の圧力が逆にな
つた場合には、ボール１７は導路１５を閉じて、
室１１、導路１０、室１２そして導路１６を介し
て室７から高圧流体が流入する。

従つて、くぼみ部には室７と８のいずれが高圧
になつた場合でも高い方の圧力の流体が供給され
る。

しかし、第３図に示すようにしてくぼみ部９へ
供給される流体が流出して低圧側の室の方へ圧力
を放出する必要がある。

そのために、くぼみ部９の両側の受金４に膨張
室１８，１９を形成して、室１１，１２中の圧力
状態とは無関係に流体が放出されるようにする。
これら２つの膨張室１８，１９の下流側は導路２
０と連通しており、この導路２０は室１２、導路
１０そして室１１を介して室７に、また導路２１
を介して室８に連通している。

適当に配置されている２つのボール２２，２３
は各導路２０，２１中に設けられた絞りと共同作
動して２つの逆止弁を構成している。従つて、正
常運転時すなわち室７が低圧で室８が高圧の時に
は、膨張室１８，１９から放出された流体は導路
２０中に集められ、ボール２２を通つて室１２へ
と放出される。この時室８は高圧であるのでボー
ル２３によつて導路２１は閉じられる。

異常運転時すなわち２つの室７，８の圧力が逆
になつた場合には、ボール２３が室８への流路を
開き、一方ボール２２は導路２０を閉じるので高
圧となつている室１２との流体の連通は遮断され
る。

従つて、２つの室の圧力状態とは無関係に流体
の放出が確実に行えるということは理解できよ
う。

以上、本発明の実施例を一つだけ説明したが、
本発明の範囲を逸脱しない範囲で当業者は種々の
変形ができるということは明らかであろう。

効 果 本発明による静圧軸受は、ポンプ内がどのよう
な圧力状態にあつても良好に機能することができ
る。ポンプの別々の室内に存在する圧力が逆転し
た場合（特に、加圧水型原子炉の一次ポンプでは
このような圧力の逆転は一次管路の高圧側での破
損により引き起こされる）、従来の静圧軸受では
その機能が損なわれて不安定になるのに対し、こ
のような不安定性をなくし、前記不安定性が引き
起こす回転子と固定子との接触により生じる軸受
の構成部材の劣化をなくすことができる。

更に、本発明による静圧軸受は、安全装置を静
圧軸受に付け加えなくてもよいという利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流体静圧軸受を備えた加
圧流体ポンプの一部軸方向断面図の片側の概念
図。第２図は第１図の軸受の加圧流体供給装置を
示す第１の平面における軸方向拡大断面の片側の
図。第３図は第１図の軸受の流体放出装置を示す
第２の平面における軸方向拡大断面の片側の図。 １……シヤフト、２……羽根車、３……リム、
４……受金、５……拡散体、６……渦室、７，８
……室、９……くぼみ部、１０……導路、１１，
１２……室、１３……シール、１４……ノズル、
１５，１６……導路、１７……ボール、１８，１
９……膨張室、２０，２１……導路、２２，２３
……ボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通常の作動状態では比較的高圧の流体で満た
   された高圧隔室８と、通常の作動状態では比較的
   低圧の流体で満たされた低圧隔室７とを持つ流体
   ポンプ用の静圧軸受において、 前記軸受は受金４を有し、前記低圧隔室７と直
   接連通する室１１がこの受金４の一方の側部に隣
   接して設けられ、 この室１１は前記受金４を軸線方向に貫通する
   流路１０を介して前記受金４の側部の側方に設け
   られた室１２と連通し、 前記受金４は、その内面に複数の開口部９を有
   し、そして流体をこれらの開口部９に送出する供
   給する複数のノズル１４が設けられ、これらのノ
   ズル１４の各々は、導管１６を介して前記室１２
   と連通し、且つ導管１５を介して前記高圧隔室８
   と連通し、 前記ノズル１４、及び前記導管１５，１６の間
   に構成される弁室内にはボール１７が配置されて
   第１ボール弁装置が構成され、このボール弁装置
   は、前記高圧隔室８内の圧力が前記低圧隔室７内
   の圧力よりも高い通常の作動状態では、前記高圧
   隔室８内の流体を前記導管１５及び前記ノズル１
   ４を介して前記開口部９に流出させるように作動
   し、前記高圧隔室８内の圧力が前記低圧隔室７内
   の圧力よりも低い異常状態では、前記低圧隔室７
   内の流体を、前記流路１０、前記室１２、前記導
   管１６、及び前記ノズル１４を介して前記開口部
   ９に向かつて送出するように作動し、 前記開口部の各側には拡張室１８，１９が夫々
   設けられ、これらの拡張室は、導管２０を介して
   前記室１２及び低圧隔室７と連通し、前記導管２
   ０の開放端には、前記室１２への流れのみを許容
   する逆止弁２２が設けられ、前記導管２０は、導
   管２１を介して前記高圧隔室８と連通し、前記導
   管２１には前記高圧隔室８への流れのみを許容す
   る逆止め弁２３が設けられ、 前記高圧隔室８内の圧力が前記低圧隔室７内の
   圧力よりも高い通常の作動状態では、前記拡張室
   １８，１９によつて供給された流体は、前記導管
   ２０を介して前記室１２に向かつて流出し、他
   方、前記高圧隔室８内の圧力が前記低圧隔室７内
   の圧力よりも低い異常状態では、拡張室１８，１
   ９によつて供給された流体は前記導管２０，２１
   を介して、前記高圧隔室８に流入する、ことを特
   徴とする静圧軸受。