JPH0538400U - 気液二相ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主羽根車の入口ボス側に滞留する気相を抽気
し、高ボイド率でも揚液可能とする。 【構成】 主羽根車１に放射状に羽根をもつバルスケ型
羽根車を採用し、その主板２のボス側に貫通穴３を穿設
する。該貫通穴３の後段のケーシング６内に主羽根車１
と同軸に軸流羽根車７を設ける。該軸流羽根車７の後流
側には案内羽根８，気相吐出管９を設け、該気相吐出管
９の円周上にはポケット１０を設ける。該ポケット１０
を戻し管路１１を介して上記主羽根車１の吸込側に連結
する。液相はポケット１０より戻し管路１１を通り主羽
根車吸込側に循環し、気相のみを気相吐出管９より排出
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、気液二相を搬送する気液二相ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の遠心或いは斜流ポンプでは、体積比で気相が１５〜２０％にもなれば揚 液不能となり、放射状に羽根をもつバルスケ型羽根車でも気相が約５０％となれ ば揚液不能となる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

現在、海底油田からの液を搬送する場合、気相が９０％以上にもなることがあ り、このような場合でも溶液可能な気液二相ポンプが求められている。しかし、 従来のポンプでは、ボイド率が高くなると、気相が羽根車の入口ボス側に集って リング状に滞留し、流路をチョークして揚液不能となった。

【０００４】 本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、主羽 根車の入口ボス側に滞留する気相を抽気し、高ボイド率でも揚液可能とした気液 二相ポンプを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案に係る気液二相ポンプは、主羽根車をバ ルスケ型羽根車とし、該主羽根車の主板のボス側に貫通穴を設けると共に、該貫 通穴の後段に軸流羽根車を取り付け、かつ該軸流羽根車の後流の気相吐出管にポ ケットを設け、該ポケットと上記主羽根車の吸込側とを戻し管路で連結して成る 。

【０００６】

【作用】

上記の手段によれば、低ボイド率（α＜０．２）の場合、気液二相は主として 主羽根車により吐出されるが、主板に貫通穴があるため、一部は後段の軸流羽根 車の方にも流入する。この場合、該主羽根車の作り出す揚程まで気相吐出管路内 の液位が上がる（その位置で停止）が、一部は戻し管路より主羽根車の吸込側に 戻る。

【０００７】 一方、主羽根車が揚液不能となるような高ボイド率となった場合、気相は羽根 車の入口ボス側にリング状に滞留する。この気相を、後段の軸流羽根車によって 主羽根車の主板の貫通穴より抽気する。この高ボイド率の場合、軸流羽根車内で は、液相は羽根車ティップ側に集まり環状となって流れるが、吐出管路には主羽 根車吸込側に連がるポケットがある。したがって、液相はここより戻し管路を通 り吸込側に循環し、気相のみが吐出管より排出される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例について詳細に説明する。図１は本実 施例に係る気液二相ポンプを示す主要部の断面図、図２はボイド率によって変化 する軸流羽根車内の流れを示す図である。

【０００９】 図１において、主羽根車１には放射状に羽根をもつバルスケ型羽根車を採用し 、その主板２のボス側に複数個の大きな貫通穴３を穿設している。また、主羽根 車１は主軸４に固定されており、該主軸４は軸受５により支持されている。さら に、上記貫通穴３の後段のケーシング６内には、主羽根車１と同軸（場合によっ ては回転数を高くする同心二軸としてもよい）に軸流羽根車７が設けられている 。排気揚程が高い場合は、軸流羽根車７を複数段にすることもできる。

【００１０】 そして、該軸流羽根車７の後流側には案内羽根８、気相吐出管９が設けられて いると共に、該気相吐出管９の円周上であってかつ案内羽根８の出口側にはポケ ット１０が設けられている。該ポケット１０は、戻し管路１１を介して上記主羽 根車１の吸込側に連結されている。また、上記主板２とケーシング６との間には 、軸流羽根車７に主羽根車１の揚液が多量に流入しないようウエアリングシール １２が設けられている。なお、符号１３は吸込管、１４は吐出管を示す。

【００１１】 以上のような構成において、気液二相流体は吸込管１３より流入し、主羽根車 １により加圧され、吐出管１４より流出する。高ボイド率の場合、主羽根車１の 主板２のボス側に滞留する気相は、貫通穴３より軸流羽根車７によって案内羽根 ８を通り、気相吐出管９より排出される。このとき、液相は、図２に示すように 、羽根車ティップ側で環状となって流れる。案内羽根８の出口側にはポケット１ ０があり、液相は該ポケット１０より戻し管１１を通り主羽根車１の吸込側に環 流する。こうして、気液は二相に分離され搬送されることとなる。

【００１２】 なお、図２中、Ａは高ボイド率、Ｂは中ボイド率、Ｃは低ボイド率の場合のそ れぞれの流れを示し、いずれも外側が液相である。また、Ｄは気相吐出管９の内 径、ｈは該気相吐出管９内の液位を示し、ｈ＞０．２Ｄで揚液可能である。

【００１３】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案に係る気液二相ポンプによれば、主羽根車をバルス ケ型羽根車とし、該主羽根車の主板のボス側に貫通穴を設けると共に、該貫通穴 の後段に同軸の軸流羽根車を取り付け、かつ該軸流羽根車の後流の気相吐出管に ポケットを設け、該ポケットと上記主羽根車の吸込側とを戻し管路で連結した構 成としたことにより、従来のポンプでは不可能であった高ボイド率の気液二相を 搬送することが可能となる。すなわち、高ボイド率になれば、気相が主羽根車ボ ス側に滞留し、流路がチョークされた揚液不能となるわけであるが、本考案によ れば、該主羽根車の主板に貫通穴を設け、後段の軸流羽根車により抽気し排出す るようにするとともに、液相が管路外側を環状となって流れることを利用し、気 相吐出管にポケットを設け、戻し管路を介して主羽根車の吸込側に環流させるこ とにより、最終的には必要な気液分離を本ポンプにより可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る気液二相ポンプを示す
主要部の断面図である。

【図２】ボイド率によって変化する軸流羽根車内の流れ
を示す図である。

【符号の説明】

１ 主羽根車 ２ 主板 ３ 貫通穴 ４ 主軸 ５ 軸受 ６ ケーシング ７ 軸流羽根車 ８ 案内羽根 ９ 気相吐出管 １０ ポケット １１ 戻し管路 １２ ウエアリングシール １３ 吸込管 １４ 吐出管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主羽根車をバルスケ型羽根車とし、該主羽
   根車の主板のボス側に貫通穴を設けると共に、該貫通穴
   の後段に軸流羽根車を取り付け、かつ該軸流羽根車の後
   流の気相吐出管にポケットを設け、該ポケットと上記主
   羽根車の吸込側とを戻し管路で連結したことを特徴とす
   る気液二相ポンプ。