JPH0768960B2

JPH0768960B2 - 横軸ポンプ

Info

Publication number: JPH0768960B2
Application number: JP3307441A
Authority: JP
Inventors: 庄太郎溝渕; 芳一木村; 勝美佐々木
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH05256291A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸（ポンプ軸）の
端部をラジアル形軸受で支持するようにした横軸遠心ポ
ンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の横軸遠心ポンプを多段に形成した
ものは、図５に示すように、吸込口１から吸込まれた液
が複数の羽根車２によって多段的に加圧され、吐出口３
から吐出されるが、運転中に回転軸４に加えられるラジ
アル荷重は、ケーシング両側壁部の軸封装置５を経て両
側に設けられた軸受６，６によって支持され、また回転
軸４に加えられるスラスト荷重は、最終段の羽根車の背
後の回転軸４に取付けられたバランスディスク（釣合
盤）７に、最終段の羽根車から吐出された高圧流体を、
各羽根車に作用する吸込側へ向かう推力荷重とは逆方向
に作用させるようにして相殺させ、軸推力をバランスさ
せていた。図中、８は吸込ケーシングを示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いて、運転中に回転軸４に加えられるラジアル荷重を支
持する両側の軸受６，６は、軸受ケース下部に形成され
た油溜め内の潤滑油を油リングによりかき上げて潤滑す
るようになっていた。また、最終段羽根車の背後のバラ
ンスディスク７を収容する吐出側ポンプケーシングの端
部を貫通する回転軸部には、軸封装置５が設けられてお
り、該軸封装置５のシールの交換保守を容易にするた
め、該軸封装置５とラジアル軸受６との間に空間部が必
要とされていた。そのため、ポンプの軸方向の全長が長
くなり、構造も複雑となり、製作費も高くなるという問
題点があった。

【０００４】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決し、軸封部のシール機構を不要とし、外部軸受の必要
をなくし、ポンプの据付面積を小さくでき、保守点検を
容易にする横軸ポンプを提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、回転軸の一端部を支持するラジアル形
水中軸受の一側面を、ポンプ水路に連通する軸受室に浸
漬すると共に、上記軸受の外方を壁面で密封して設け、
上記回転軸の一端部における軸封部のシール機構を不要
としたことを特徴とする横軸ポンプ。

【０００６】

【作用】本発明は上記のように構成されているので、ポ
ンプ運転時、羽根車の回転により、液（水）が吸込口よ
り吸込まれ、羽根車により昇圧されて吐出口より吐出さ
れるが、通常、最終段羽根車の後方に設けられ回転軸に
取付けられた回転推力受板と静止受板との隙間より漏れ
た液（水）により、その後方に設けられ且つ軸端部のラ
ジアル形水中軸受の一側面を浸漬している軸受室が充満
される。また、ポンプの吸込側の軸端部にラジアル形水
中軸受を設けた場合も、該軸受の一側面は、ポンプ低圧
側に連通された軸受室に浸漬される。

【０００７】上記ラジアル形水中軸受は、潤滑液（水）
としてポンプ作動液（水）がそのまま使用でき、自己潤
滑が可能であるので、該ラジアル形軸受の軸貫通部にシ
ール機構が不要となり、外部軸受の必要がなくなるの
で、ポンプの据付面積を小さくでき、保守点検も容易に
なる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。

【０００９】図１は、本発明の一実施例を示す横軸ポン
プの吐出側の要部断面図で上半分を示す。図において、
回転軸１１に取付けられた複数の羽根車１２から吐き出
された水は、吐出口１３から外部へ吐出され、また最終
段羽根車１２の背後には、軸受室１４がポンプ室の高圧
側と連通するようにして形成されている。

【００１０】上記軸受室１４には、回転軸１１と一体に
回転する回転支持体１５に、回転受板１６が充填材を介
して固定され、また中央を開口したケーシング隔壁１７
に静止受板１８が充填材を介して固定され、これら両受
板１６と１８の間に、表裏両面にそれぞれの面から見て
逆方向（従って透過して見たときは同方向に見える。）
の向きのスパイラル溝をそれぞれ設け、且つ中央部に軸
が貫通する開口を有するセラミックス材からなる中間板
１９が挿入され、支持体２０により半径方向に移動しな
いように保持されている。

【００１１】他方、回転軸１１の端部は、ラジアル形水
中軸受２１によって支持され、該ラジアル形水中軸受２
１の内側面は、軸受室１４に浸漬されており、また、外
方は、閉止板２２によって密封されている。なお、図
中、２３はライナーリングである。

【００１２】図２（ａ）は、上記中間板１９の表面、即
ち回転受板１６と対向する面からみた（Ａ矢視）平面図
であって、周辺部から、中央開口部２５の周りに溝部以
外の部分と同じ高さに形成された中央環状部２６（図の
白い部分）にかけて、スパイラル溝２７（図の黒い部分
で、通常、溝部とその間とはほぼ等面積に形成され
る。）が設けられており、この表面のスパイラル溝２７
の向きは、これと対向して回転する受板１６によって流
体が周辺部より溝２７に沿って中央環状部２６へ誘導さ
れ、該中央環状部２６と回転受板１５で形成される狭い
隙間の絞り作用により動圧効果を生じるような方向に形
成される。また該中間板１９の裏面、即ち静止受板１８
と対向する面は、図２（ｂ）に示されているように、図
２（ａ）（表面）とは向きを逆にしただけの同形状のス
パイラル溝２７′と中央環状部２６′が形成されてい
る。

【００１３】この実施例によれば、回転軸１１を図１の
矢印方向（正方向）に回転させると、回転支持体１５を
介して回転受板１６も同方向に一緒に回転し、中間板１
９の表面（図２（ａ））に矢印Ａ方向の流れが生じ、ス
パイラル溝２７にはポンプ作動液が周辺部から中央環状
部２６へ向って強制移動され、該中央環状部２６と回転
受板１６で形成される狭い隙間の絞り作用によって動圧
が発生し、この対向両面間に所要の厚さの液膜を形成し
て推力荷重を支える。他方、静止受板１８と対向した裏
面（図２（ｂ））のスパイラル溝２７′は、回転軸１の
回転につれて中間板１９も共に回転しようとして、中心
環状部２６′より周辺部へスパイラル溝２７′内の液を
排除しようとし、その結果、両面間に吸引力が働いて該
中間板１０は静止受板１８に完全に密着される。従っ
て、中間板１０をケーシング側の受板に接着する必要が
なくなるので、接着による熱膨脹差による割れの心配も
なく、高温ポンプにも使用でき、また、回り止めを必要
とせず簡単な構造となる。

【００１４】また始動時、配線等のミスで逆方向に回転
させたときは、中間板１９の表側のスパイラル溝２７内
の液が周辺部へ排除されることになって回転受板１６と
中間板１９との間に吸引力が働き、中間板１９はポンプ
軸１１と一緒に回転するようになるので、動圧効果は裏
面のスパイラル溝２７′と静止受板１８との間に形成さ
れ、スラスト荷重を受ける。

【００１５】また、潤滑液としてポンプ作動液がそのま
ま使用でき、自己潤滑が可能となるので、軸受室１４に
内側面を浸漬させるようにしてラジアル形水中軸受２１
を設けたことにより、シール機構が不要となり、従って
外部軸受の必要がない。また、特に横軸ポンプに用いて
いるので、動圧効果が未だ発生しないポンプ起動時にお
いて回転体の自重がスラスト軸受にかからず、都合がよ
い。また、該ラジアル形水中軸受２１の外方を密封して
いるので、該軸受の摺動面の水流がなく、従って水中に
含まれる砂塵等が摺動面に侵入して磨耗を早めることを
防止できる。

【００１６】図３は、本発明の他の実施例を示す横軸ポ
ンプの吸込側の要部断面図であって、図中、図１に記載
した符号と同一の符号は同一ないし同類部分を示すもの
とする。この実施例では、スラスト軸受をポンプ吸込側
に取付けると共に、回転軸１１の吸込側端部を支持する
ラジアル形水中軸受２１の外側面を、ポンプ水路の低圧
側に、連通路３１等を介して連通する軸受室３４に浸漬
し、該軸受２１の外方を軸受ケーシング３２で密封して
構成されている。

【００１７】また、上記スラスト軸受は、回転軸１１の
吸込側の軸端に取付けられた回転支持体３５に、回転受
板３６が充填材を介して固定され、また軸受ケーシング
３２に球面４０ａで支持され、微小な動きは許容するが
回転しないようにピン４１に係合された支持体４０に、
静止受板３８が充填材を介して固定され、これら両受板
３６と３８の間に、図４（ａ）（表面）及び図４（ｂ）
（裏面）に示すように、表裏両面にそれぞれの面から見
て逆方向の向きのスパイラル溝４７，４７′を、また中
央部に各スパイラル溝に連通する凹部４６，４６′をそ
れぞれ設けた中間板３９が挿入され、支持体２０で半径
方向に移動しないようにされている。

【００１８】この実施例によれば、回転軸１１を図３の
矢印方向（正方向）に回転させると、中間板３９の表面
（図４（ａ））に矢印Ａ方向の流れが生じ、該中間板３
９は静止受板３８に密着され、中間板３９の表面と回転
受板３６との間に液膜が形成されて推力荷重を支え、ま
た逆回転時には、中間板３９は回転受板３６に吸引され
て一体に回転し、動圧効果は中間板の裏面と静止受板３
８との間に形成されるなど、先の実施例（図１）の場合
と変りはない。しかしこの実施例では、中間板が軸によ
って貫通されていないので、動圧効果が大きく、また小
型にし易く、更に静止受板３８の支持体４０は微小な動
きが許容されるので、回転軸１１の傾きにも順応するこ
とができる利点がある。

【００１９】また、ラジアル形水中軸受２１を軸受室３
４に一側面を浸漬させ、且つ外方を軸受ケーシング３２
で密封したことにより、シール機構が不要となり、外部
軸受の必要がなくなった点については、先の実施例と変
りはない。

【００２０】なお、上記した両実施例において、横軸多
段ポンプについて説明したが、単段の横軸遠心ポンプに
も同様に適用することが可能であり、また水中軸受２１
は、水潤滑に適した材料からなり、ＳｉＣ、Ｓｉ
₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックス材等も含まれる。
また、上記した実施例において、ラジアル形水中軸受を
スラスト軸受と組合わせて用いた構造について説明した
が、バランスディスクを用いた従来の横軸ポンプに適用
することも可能である。この場合、軸受室はポンプ水路
の高圧側に連通された水室に相当する。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転軸の一端部を支持するラジアル形水中軸受の一側面
を、ポンプ水路に連通する軸受室に浸漬すると共に、上
記軸受の外方を壁面で密封して設け、上記回転軸の一端
部における軸封部のシール機構を不要としたことによ
り、水中軸受からなるラジアル軸受は、ポンプ作動液に
よる自己潤滑が可能となり、シール機構が不要となって
外部軸受の必要がなくなるので、ポンプの据付面積を小
さくでき、保守点検も容易になる。

【００２２】また、軸受の外方を密封しているので、軸
受の摺動面の水流がなく、水中に含まれる砂塵等が摺動
面に侵入して摩耗を早めることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す横軸ポンプの吐出側の
要部断面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１の実施例に用いられ
る中間板の表面及び裏面を示す平面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す横軸ポンプの吸込側
の要部断面図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、図３の実施例に用いられ
る中間板の表面及び裏面を示す平面図である。

【図５】バランスディスクを用いた従来の横軸多段ポン
プの縦断面図である。

【符号の説明】

１１回転軸１２羽根車１４，３４軸受室１６，３６回転受板１８，３８静止受板１９，３９中間板２１ラジアル形水中軸受２２閉止板２５中央開口部２６，２６′ 環状部２７，２７′，４７，４７′ スパイラル溝３２軸受ケーシング４６，４６′凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木勝美（住居表示の実施に依る）神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (56)参考文献特開昭55−19918（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸の一端部を支持するラジアル形水
中軸受の一側面を、ポンプ水路に連通する軸受室に浸漬
すると共に、上記軸受の外方を壁面で密封して設け、上
記回転軸の一端部における軸封部のシール機構を不要と
したことを特徴とする横軸ポンプ。