JPH10259799A - 遠心ポンプ - Google Patents
遠心ポンプInfo
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- JPH10259799A JPH10259799A JP6608297A JP6608297A JPH10259799A JP H10259799 A JPH10259799 A JP H10259799A JP 6608297 A JP6608297 A JP 6608297A JP 6608297 A JP6608297 A JP 6608297A JP H10259799 A JPH10259799 A JP H10259799A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- peripheral surface
- outer peripheral
- impeller
- inner peripheral
- centrifugal pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】羽根車とディフューザ、若しくはステ−ジとが
強く接触、摺動する場合でも、或いは取り扱い水中に硬
質粒子が存在する場合でも、信頼性に優れ、長寿命を発
揮できる遠心ポンプを提供すること。 【解決手段】流路内に羽根車４を嵌合した軸３を配置
し、前記羽根車４に固定された円筒部４ａの外周面とこ
の外周面４ａと対向するディフューザ５の内周面との間
にシ−ル面を形成し、及び羽根車４の外周面とこの外周
面と対向するステ−ジ６の内周面との間にシ−ル面を形
成した遠心ポンプにおいて、前記シ−ルを形成する内周
面、及び外周面を炭化物と金属とを含む皮膜で被覆す
る。
強く接触、摺動する場合でも、或いは取り扱い水中に硬
質粒子が存在する場合でも、信頼性に優れ、長寿命を発
揮できる遠心ポンプを提供すること。 【解決手段】流路内に羽根車４を嵌合した軸３を配置
し、前記羽根車４に固定された円筒部４ａの外周面とこ
の外周面４ａと対向するディフューザ５の内周面との間
にシ−ル面を形成し、及び羽根車４の外周面とこの外周
面と対向するステ−ジ６の内周面との間にシ−ル面を形
成した遠心ポンプにおいて、前記シ−ルを形成する内周
面、及び外周面を炭化物と金属とを含む皮膜で被覆す
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は遠心ポンプに係り、
特に発電プラント、産業プラントなどで用いられる多段
の遠心ポンプに関する。
特に発電プラント、産業プラントなどで用いられる多段
の遠心ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】火力発電プラントに用いられるボイラ給
水ポンプ、原子力発電プラントに用いられる原子炉給水
ポンプ、産業プラントに用いられるデスケーリングポン
プなどは、流路内に複数枚の羽根車を嵌合した軸を配し
た構造であり、吸込んだ水を回転する羽根車によって昇
圧して外周に設けたデイフューザに吐き出し、次いで次
段の羽根車に導く昇圧行程を繰返して加圧する多段遠心
ポンプである。従って、これらの遠心ポンプでは昇圧の
進む羽根車間のシール、すなわちローターである羽根車
とステーターとの間のシールが漏れると性能が著しく低
下し、軸の支持剛性が低下するため軸振動が発生する。
通常、羽根車とステーターとの間は微小なすき間を介し
て対向する構造として、各羽根車間のシールをしてい
る。
水ポンプ、原子力発電プラントに用いられる原子炉給水
ポンプ、産業プラントに用いられるデスケーリングポン
プなどは、流路内に複数枚の羽根車を嵌合した軸を配し
た構造であり、吸込んだ水を回転する羽根車によって昇
圧して外周に設けたデイフューザに吐き出し、次いで次
段の羽根車に導く昇圧行程を繰返して加圧する多段遠心
ポンプである。従って、これらの遠心ポンプでは昇圧の
進む羽根車間のシール、すなわちローターである羽根車
とステーターとの間のシールが漏れると性能が著しく低
下し、軸の支持剛性が低下するため軸振動が発生する。
通常、羽根車とステーターとの間は微小なすき間を介し
て対向する構造として、各羽根車間のシールをしてい
る。
【０００３】通常の運転では、羽根車とステーターとの
間には水膜が形成され、両者は接触しない。しかし、ポ
ンプ運転の起動、停止時では両面は摺動し摩耗を生じ
る。摩耗によるシールすき間の増加は軸の支持剛性を著
しく低下させ、軸の振動を発生させる。その結果、シー
ル間の摩耗は一層促進され、シールすき間の増加がすす
み、著しい吐出圧低下を引き起こすため、両面には優れ
た耐摩耗性が求められる。
間には水膜が形成され、両者は接触しない。しかし、ポ
ンプ運転の起動、停止時では両面は摺動し摩耗を生じ
る。摩耗によるシールすき間の増加は軸の支持剛性を著
しく低下させ、軸の振動を発生させる。その結果、シー
ル間の摩耗は一層促進され、シールすき間の増加がすす
み、著しい吐出圧低下を引き起こすため、両面には優れ
た耐摩耗性が求められる。
【０００４】なお、ボイラ給水ポンプの高速流水面に、
耐エロージョン性に優れる皮膜を溶射法で被覆して、耐
食性と耐エロージョン性とを付与する方法として特開平
７−１５１０９７号公報に記載されるものがある。
耐エロージョン性に優れる皮膜を溶射法で被覆して、耐
食性と耐エロージョン性とを付与する方法として特開平
７−１５１０９７号公報に記載されるものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】定常運転時は羽根車と
ステーターとの間には水膜が存在し、両者の固体接触は
ない。従って定常運転だけであれば原理的には摩耗も生
じることはない。しかし上記したように、遠心ポンプの
起動、停止時には十分な水膜が形成されず、両者は固体
接触しており摺動、摩耗を生じる。
ステーターとの間には水膜が存在し、両者の固体接触は
ない。従って定常運転だけであれば原理的には摩耗も生
じることはない。しかし上記したように、遠心ポンプの
起動、停止時には十分な水膜が形成されず、両者は固体
接触しており摺動、摩耗を生じる。
【０００６】さらに起動、停止時以外でも、取り扱い水
中に酸化鉄等の硬質粒子が含まれる場合、特に硬質粒子
がシール面より硬い場合、シールすき間にかみ込まれて
シール面に摩耗を発生させる。若しくは、シール面付近
に衝突し、エロージョンを発生させる。
中に酸化鉄等の硬質粒子が含まれる場合、特に硬質粒子
がシール面より硬い場合、シールすき間にかみ込まれて
シール面に摩耗を発生させる。若しくは、シール面付近
に衝突し、エロージョンを発生させる。
【０００７】あるいは、取り扱い水の流入量、吐出量の
変動等によって軸が振動した場合、羽根車とステーター
とが強く固体接触し、摺動、摩耗が生じる。
変動等によって軸が振動した場合、羽根車とステーター
とが強く固体接触し、摺動、摩耗が生じる。
【０００８】従って、羽根車とステーター間のシール面
は、摩耗を抑制することが求められる。
は、摩耗を抑制することが求められる。
【０００９】上記、特開平７−１５１０９７号公報記載
の発明は耐食性と耐エロージョン性とについてのみ検討
されており、羽根車とステーターとの間の固体接触によ
る摩耗、硬質粒子のかじり込みによる摩耗については検
討されていない。
の発明は耐食性と耐エロージョン性とについてのみ検討
されており、羽根車とステーターとの間の固体接触によ
る摩耗、硬質粒子のかじり込みによる摩耗については検
討されていない。
【００１０】本発明の目的は、羽根車とステーターとが
強く接触、摺動する場合でも、或いは取り扱い水中に硬
質粒子が存在する場合でも耐摩耗性、耐食性に優れ、長
寿命を発揮できる遠心ポンプを提供することにある。
強く接触、摺動する場合でも、或いは取り扱い水中に硬
質粒子が存在する場合でも耐摩耗性、耐食性に優れ、長
寿命を発揮できる遠心ポンプを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、流路内に羽
根車を嵌合した軸を配置し、前記羽根車に固定された円
筒部の外周面とこの外周面と対向するディフューザの内
周面との間にシ−ル面を形成し、及び羽根車の外周面と
この外周面と対向するステ−ジ内周面との間にシ−ル面
を形成した遠心ポンプにおいて、前記シ−ルを形成する
内周面、及び外周面を炭化物と金属とを含む皮膜で被覆
する、ことによって達成される。
根車を嵌合した軸を配置し、前記羽根車に固定された円
筒部の外周面とこの外周面と対向するディフューザの内
周面との間にシ−ル面を形成し、及び羽根車の外周面と
この外周面と対向するステ−ジ内周面との間にシ−ル面
を形成した遠心ポンプにおいて、前記シ−ルを形成する
内周面、及び外周面を炭化物と金属とを含む皮膜で被覆
する、ことによって達成される。
【００１２】好ましくは、皮膜のビッカース硬さを８０
０以上とする。
０以上とする。
【００１３】さらに好ましくは、炭化物はＷＣ、Ｃｒ３
Ｃ２のいずれか、若しくは両方を含み、金属としてＮ
ｉ，Ｃｒのいずれか、若しくは両方を含むものとする。
Ｃ２のいずれか、若しくは両方を含み、金属としてＮ
ｉ，Ｃｒのいずれか、若しくは両方を含むものとする。
【００１４】また上記目的は、流路内に羽根車を嵌合し
た軸を配置し、前記羽根車の側板側に羽根車と一体に形
成された円筒部の外周面とこの外周面と対向するディフ
ューザの内周面との間に微小なすき間を形成し、及び羽
根車の心板側の外周面とこの外周面と対向するステ−ジ
内周面との間に微小なすき間を形成した遠心ポンプにお
いて、前記ディフューザ内周にステ−ジブッシュを嵌め
こみ、前記ステ−ジ内周にケ−シングリングを嵌めこ
み、前記円筒部の外周面、前記ステ−ジブッシュの内周
面、及び前記ケ−シングリングの内周面を炭化物と金属
とを含む皮膜で被覆する、ことによって達成される。
た軸を配置し、前記羽根車の側板側に羽根車と一体に形
成された円筒部の外周面とこの外周面と対向するディフ
ューザの内周面との間に微小なすき間を形成し、及び羽
根車の心板側の外周面とこの外周面と対向するステ−ジ
内周面との間に微小なすき間を形成した遠心ポンプにお
いて、前記ディフューザ内周にステ−ジブッシュを嵌め
こみ、前記ステ−ジ内周にケ−シングリングを嵌めこ
み、前記円筒部の外周面、前記ステ−ジブッシュの内周
面、及び前記ケ−シングリングの内周面を炭化物と金属
とを含む皮膜で被覆する、ことによって達成される。
【００１５】さらに上記目的は、流路内に羽根車を嵌合
した軸を配置し、前記羽根車の側板側に羽根車と一体に
形成された円筒部の外周面とこの外周面と対向するディ
フューザの内周面との間に微小なすき間を形成し、及び
羽根車の心板側の外周面とこの外周面と対向するステ−
ジ内周面との間に微小なすき間を形成した遠心ポンプに
おいて、前記ディフューザ内周にステ−ジブッシュを嵌
めこみ、前記ステ−ジ内周にケ−シングリングを嵌めこ
み、前記円筒部の外周面、前記ステ−ジブッシュの内周
面、及び前記ケ−シングリングの内周面を炭化物と金属
とを含む皮膜で被覆し、前記円筒部の外周面を被覆する
皮膜の硬さを、前記ケ−シングリングの内周面及び前記
ステ−ジブッシュの内周面を被覆する皮膜の硬さより軟
らかくする、ことによって達成される。
した軸を配置し、前記羽根車の側板側に羽根車と一体に
形成された円筒部の外周面とこの外周面と対向するディ
フューザの内周面との間に微小なすき間を形成し、及び
羽根車の心板側の外周面とこの外周面と対向するステ−
ジ内周面との間に微小なすき間を形成した遠心ポンプに
おいて、前記ディフューザ内周にステ−ジブッシュを嵌
めこみ、前記ステ−ジ内周にケ−シングリングを嵌めこ
み、前記円筒部の外周面、前記ステ−ジブッシュの内周
面、及び前記ケ−シングリングの内周面を炭化物と金属
とを含む皮膜で被覆し、前記円筒部の外周面を被覆する
皮膜の硬さを、前記ケ−シングリングの内周面及び前記
ステ−ジブッシュの内周面を被覆する皮膜の硬さより軟
らかくする、ことによって達成される。
【００１６】本発明は上記構成をし、次の作用によって
羽根車とステーターとの間の摩耗を抑制する。
羽根車とステーターとの間の摩耗を抑制する。
【００１７】羽根車の外周側に固定して配置される部
材、特に羽根車の吸い込み側に固定して配置されるステ
−ジに嵌めこまれるリング（以下、ケーシングリングと
いう）の内周面および吐き出し側に配置されるディフュ
ーザに嵌めこまれるリング（以下、ステージブッシュと
いう）の内周面と、羽根車の外周面とは微小なすき間を
介して対向し、シール面を形成する。このシール面に被
覆する炭化物と金属とを含む皮膜、特に炭化物としてＷ
Ｃ、Ｃｒ３Ｃ２のいずれか若しくは両方を含み、金属と
してＮｉ，Ｃｒのいずれか若しくは両方を含む皮膜は、
極めて高硬度の炭化物粒子ＷＣ、Ｃｒ３Ｃ２が、耐食性
に優れるＮｉ，Ｃｒに保持されて皮膜を形成するため、
皮膜硬さが高く優れた耐摩耗性を有する。また耐食性に
優れるため水中での使用に適している。従って、シール
面同士が固体接触した場合でも、凝着が生じがたく、優
れた耐摩耗性を発揮する。
材、特に羽根車の吸い込み側に固定して配置されるステ
−ジに嵌めこまれるリング（以下、ケーシングリングと
いう）の内周面および吐き出し側に配置されるディフュ
ーザに嵌めこまれるリング（以下、ステージブッシュと
いう）の内周面と、羽根車の外周面とは微小なすき間を
介して対向し、シール面を形成する。このシール面に被
覆する炭化物と金属とを含む皮膜、特に炭化物としてＷ
Ｃ、Ｃｒ３Ｃ２のいずれか若しくは両方を含み、金属と
してＮｉ，Ｃｒのいずれか若しくは両方を含む皮膜は、
極めて高硬度の炭化物粒子ＷＣ、Ｃｒ３Ｃ２が、耐食性
に優れるＮｉ，Ｃｒに保持されて皮膜を形成するため、
皮膜硬さが高く優れた耐摩耗性を有する。また耐食性に
優れるため水中での使用に適している。従って、シール
面同士が固体接触した場合でも、凝着が生じがたく、優
れた耐摩耗性を発揮する。
【００１８】また、横軸式の多段遠心ポンプの使用条件
では、取り扱い水中にＦｅ３Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ３等の酸化
鉄が含まれる。これらの粒子径は約５〜２５μｍであ
り、粒子硬さはビッカース硬さ（以後Ｈｖと略記する）
は約Ｈｖ４００〜６００である。従って、サンドエロー
ジョンおよび粒子のかじり込みが生じた場合、シール面
の硬さがＨｖ８００以上であれば十分な耐摩耗性を発揮
できる。
では、取り扱い水中にＦｅ３Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ３等の酸化
鉄が含まれる。これらの粒子径は約５〜２５μｍであ
り、粒子硬さはビッカース硬さ（以後Ｈｖと略記する）
は約Ｈｖ４００〜６００である。従って、サンドエロー
ジョンおよび粒子のかじり込みが生じた場合、シール面
の硬さがＨｖ８００以上であれば十分な耐摩耗性を発揮
できる。
【００１９】羽根車と、ケーシングリング、ステージブ
ッシュを比較した場合、ケーシングリング、ステージブ
ッシュの方が交換、製作が羽根車よりも容易である。従
って、ケーシングリング、ステージブッシュの内周面
に、羽根車の外周面よりも硬さの低い皮膜を被覆するこ
とで、メンテナンスの作業が容易となる。しかしなが
ら、それでもＦｅ３Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ３等の酸化鉄による
摩耗は防がねば成らず、Ｈｖ８００以上は必要である。
ッシュを比較した場合、ケーシングリング、ステージブ
ッシュの方が交換、製作が羽根車よりも容易である。従
って、ケーシングリング、ステージブッシュの内周面
に、羽根車の外周面よりも硬さの低い皮膜を被覆するこ
とで、メンテナンスの作業が容易となる。しかしなが
ら、それでもＦｅ３Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ３等の酸化鉄による
摩耗は防がねば成らず、Ｈｖ８００以上は必要である。
【００２０】従って、組み合わせとして、ケーシングリ
ング、ステージブッシュ側がＣｒ３Ｃ２、且つＮｉ，Ｃ
ｒのいずれか、若しくは両方を含む皮膜、羽根車側がＷ
Ｃ、且つＮｉ、Ｃｒいずれか、若しくは両方を含む皮膜
とすることで、耐摩耗性、耐食性を満足し、さらにケー
シングリング、ステージブッシュの内周面硬さを羽根車
の外周面硬さより低い状態にすることができる。
ング、ステージブッシュ側がＣｒ３Ｃ２、且つＮｉ，Ｃ
ｒのいずれか、若しくは両方を含む皮膜、羽根車側がＷ
Ｃ、且つＮｉ、Ｃｒいずれか、若しくは両方を含む皮膜
とすることで、耐摩耗性、耐食性を満足し、さらにケー
シングリング、ステージブッシュの内周面硬さを羽根車
の外周面硬さより低い状態にすることができる。
【００２１】さらに、耐摩耗性を考慮すると、被覆する
皮膜の膜厚は厚い方が有利である。しかし、厚すぎると
皮膜形成時に発生する歪みによって、皮膜に亀裂が発生
する。あるいは皮膜の母材への密着力が低下する。その
ため、最大値として０．６ｍｍまでが良好であり、耐摩
耗性のためには最小値として０．２ｍｍが必要である。
皮膜の膜厚は厚い方が有利である。しかし、厚すぎると
皮膜形成時に発生する歪みによって、皮膜に亀裂が発生
する。あるいは皮膜の母材への密着力が低下する。その
ため、最大値として０．６ｍｍまでが良好であり、耐摩
耗性のためには最小値として０．２ｍｍが必要である。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１から図３
によって説明する。図１は本発明の一実施例である、産
業プラント等に用いられる横軸式の多段遠心ポンプの縦
断面図である。多段遠心ポンプ１は、吸込フランジ２ａ
より吸込まれた水が、軸３に固定され共に回転する羽根
車４によって昇圧され、羽根車４の外周に設けたデイフ
ューザ５に吐出され、デイフューザ５の外周に設けたス
テージ６に流入させ、ステージ６によって外向きの流れ
を内向きに変え、次段の羽根車４に導く昇圧行程を繰返
して加圧され、吐出フランジ２ｂから吐出する構造であ
る。軸３は軸受７によって両端で支持されている。
によって説明する。図１は本発明の一実施例である、産
業プラント等に用いられる横軸式の多段遠心ポンプの縦
断面図である。多段遠心ポンプ１は、吸込フランジ２ａ
より吸込まれた水が、軸３に固定され共に回転する羽根
車４によって昇圧され、羽根車４の外周に設けたデイフ
ューザ５に吐出され、デイフューザ５の外周に設けたス
テージ６に流入させ、ステージ６によって外向きの流れ
を内向きに変え、次段の羽根車４に導く昇圧行程を繰返
して加圧され、吐出フランジ２ｂから吐出する構造であ
る。軸３は軸受７によって両端で支持されている。
【００２３】図２は羽根車、デイフューザ、ステージ部
分の拡大断面図、図３は羽根車、ステージブッシュ、ケ
ーシングリングの組立て関係図である。デイフューザ
５、ステージ６は羽根車４の外周側に配置されている。
より詳しくは、羽根車４の側板側に羽根車４と一体に形
成された円筒部４ａ（以下、羽根車４側板円筒部とい
う）の外周面に対向するデイフューザ５の内周には、ス
テージブッシュ５１が嵌めこまれ、羽根車４の心板側の
外周面に対向するステ−ジ６の内周にはケーシングリン
グ６１が嵌めこまれている（円筒部４ａは羽根車４と別
部材で形成し固定手段で両者を固定してもよい）。円筒
部４ａの外周面とステージブッシュ５１の内周面、及び
羽根車４の心板側の外周面とステージブッシュ５１の内
周面との間には微小なすき間が形成され、シールを形成
している。
分の拡大断面図、図３は羽根車、ステージブッシュ、ケ
ーシングリングの組立て関係図である。デイフューザ
５、ステージ６は羽根車４の外周側に配置されている。
より詳しくは、羽根車４の側板側に羽根車４と一体に形
成された円筒部４ａ（以下、羽根車４側板円筒部とい
う）の外周面に対向するデイフューザ５の内周には、ス
テージブッシュ５１が嵌めこまれ、羽根車４の心板側の
外周面に対向するステ−ジ６の内周にはケーシングリン
グ６１が嵌めこまれている（円筒部４ａは羽根車４と別
部材で形成し固定手段で両者を固定してもよい）。円筒
部４ａの外周面とステージブッシュ５１の内周面、及び
羽根車４の心板側の外周面とステージブッシュ５１の内
周面との間には微小なすき間が形成され、シールを形成
している。
【００２４】羽根車４側板円筒部の外周面とステージブ
ッシュ５１、ケーシングリング６１の内周面にＷＣ−２
７％ＮｉＣｒ皮膜を溶射法によって被覆する。若しくは
Ｃｒ３Ｃ２−２０％ＮｉＣｒ皮膜を溶射法によって被覆
する。溶射法としては、高速フレーム溶射法を用いる。
ッシュ５１、ケーシングリング６１の内周面にＷＣ−２
７％ＮｉＣｒ皮膜を溶射法によって被覆する。若しくは
Ｃｒ３Ｃ２−２０％ＮｉＣｒ皮膜を溶射法によって被覆
する。溶射法としては、高速フレーム溶射法を用いる。
【００２５】両面、同一組成でよいが、好ましくは羽根
車４側を保護する意味で羽根車４側板円筒部の外周面に
高硬度のＷＣ−２７％ＮｉＣｒ溶射膜、ステージブッシ
ュ５１、ケーシングリング６１の内周面にＣｒ３Ｃ２−
２０％ＮｉＣｒ皮膜を溶射法によって被覆した。
車４側を保護する意味で羽根車４側板円筒部の外周面に
高硬度のＷＣ−２７％ＮｉＣｒ溶射膜、ステージブッシ
ュ５１、ケーシングリング６１の内周面にＣｒ３Ｃ２−
２０％ＮｉＣｒ皮膜を溶射法によって被覆した。
【００２６】本実施例では、ＷＣ−２７％ＮｉＣｒを高
速フレーム溶射法によって被覆し、皮膜の硬さはＨｖ８
００以上であった。この皮膜の硬さは、取り扱い水中に
Ｆｅ３Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ３等の酸化鉄が含まれる使用条件
でも、これらの粒子硬さＨｖ４００〜６００に対して皮
膜の硬さはＨｖ８００以上のため、十分な耐摩耗性を発
揮できる。なお、皮膜の膜厚は、０．３２ｍｍであっ
た。
速フレーム溶射法によって被覆し、皮膜の硬さはＨｖ８
００以上であった。この皮膜の硬さは、取り扱い水中に
Ｆｅ３Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ３等の酸化鉄が含まれる使用条件
でも、これらの粒子硬さＨｖ４００〜６００に対して皮
膜の硬さはＨｖ８００以上のため、十分な耐摩耗性を発
揮できる。なお、皮膜の膜厚は、０．３２ｍｍであっ
た。
【００２７】耐摩耗性を確認するため、図４に示す試験
機を使用して、１３％Ｃｒステンレス鋳鋼の母材（固定
片Ａ及び可動片Ａ）、この母材の表面に高周波焼入を施
した固定片Ｂ及び可動片Ｂと、またこの母材に本実施例
を施した固定片Ｃ及び可動片Ｃを製作して、摩耗加速試
験を実施した。摩耗条件は、Ｆｅ３Ｏ４水溶液濃度８０
００ｐｐｍ、Ｆｅ３Ｏ４粒子の硬度Ｈｖ３７０〜６０
０、粒子径５〜２５μｍ、可動片の周速２．８ｍ／ｓ、
面圧０．１５ｋｇ／ｃｍ２とした。なお、母材（固定片
Ａ及び可動片Ａの組み合わせ）の表面の硬さはＨｖ２０
４、母材の表面に高周波焼入を施した固定片Ｂ及び可動
片Ｂの組み合わせのものの表面の硬さはＨｖ６１０、本
実施例を施した固定片Ｃ及び可動片Ｃの組み合わせのも
のの硬さはＨｖ７９９であった。
機を使用して、１３％Ｃｒステンレス鋳鋼の母材（固定
片Ａ及び可動片Ａ）、この母材の表面に高周波焼入を施
した固定片Ｂ及び可動片Ｂと、またこの母材に本実施例
を施した固定片Ｃ及び可動片Ｃを製作して、摩耗加速試
験を実施した。摩耗条件は、Ｆｅ３Ｏ４水溶液濃度８０
００ｐｐｍ、Ｆｅ３Ｏ４粒子の硬度Ｈｖ３７０〜６０
０、粒子径５〜２５μｍ、可動片の周速２．８ｍ／ｓ、
面圧０．１５ｋｇ／ｃｍ２とした。なお、母材（固定片
Ａ及び可動片Ａの組み合わせ）の表面の硬さはＨｖ２０
４、母材の表面に高周波焼入を施した固定片Ｂ及び可動
片Ｂの組み合わせのものの表面の硬さはＨｖ６１０、本
実施例を施した固定片Ｃ及び可動片Ｃの組み合わせのも
のの硬さはＨｖ７９９であった。
【００２８】摩耗加速試験の結果、固定片Ａ及び可動片
Ａのものは数分、固定片Ｂ及び可動片Ｂのものは２時間
で摩擦面にかじり付きが生じたが、固定片Ｃ及び可動片
Ｃのものは２４時間後にもかじり付きを確認できなかっ
た。
Ａのものは数分、固定片Ｂ及び可動片Ｂのものは２時間
で摩擦面にかじり付きが生じたが、固定片Ｃ及び可動片
Ｃのものは２４時間後にもかじり付きを確認できなかっ
た。
【００２９】この試験結果を、横軸に摺動距離（ｋ
ｍ）、縦軸に摩耗量（ｇ）をとって両者の関係を図５に
示す。固定片Ａ及び可動片Ａのものを△印、固定片Ｂ及
び可動片Ｂのものを○印、固定片Ｃ及び可動片Ｃのもの
を●印の直線で示してあり、図より本実施例によるもの
の耐摩耗性は大幅に向上することは、明らかである。
ｍ）、縦軸に摩耗量（ｇ）をとって両者の関係を図５に
示す。固定片Ａ及び可動片Ａのものを△印、固定片Ｂ及
び可動片Ｂのものを○印、固定片Ｃ及び可動片Ｃのもの
を●印の直線で示してあり、図より本実施例によるもの
の耐摩耗性は大幅に向上することは、明らかである。
【００３０】さらに、比摩耗量でこの試験結果を比較し
たものを図６に示す。図は横軸に比摩耗量（ｇ／ｋｇ・
ｍ）をとり、ここで、比摩耗量とは、磨耗した重量を、
摩擦面に加わっている荷重とすべった距離で割った値で
ある。図から、本実施例による固定片Ｃ及び可動片Ｃの
ものの耐摩耗性は、他の固定片Ａ及び可動片Ａのもの、
若しくは固定片Ｂ及び可動片Ｂのものより大幅に向上す
ることは、明らかである。
たものを図６に示す。図は横軸に比摩耗量（ｇ／ｋｇ・
ｍ）をとり、ここで、比摩耗量とは、磨耗した重量を、
摩擦面に加わっている荷重とすべった距離で割った値で
ある。図から、本実施例による固定片Ｃ及び可動片Ｃの
ものの耐摩耗性は、他の固定片Ａ及び可動片Ａのもの、
若しくは固定片Ｂ及び可動片Ｂのものより大幅に向上す
ることは、明らかである。
【００３１】次に、同じく図４の試験機を使用し、可動
片の周速を１７ｍ／ｓとして、固定片Ｃ及び可動片Ｃの
ものについて摩耗加速試験を実施した。４８時間後にも
固定片Ｃ及び可動片Ｃのものは摩擦面にかじり付きを確
認できなかった。可動片の周速２．８ｍ／ｓ及び１７ｍ
／ｓの結果の摩耗距離と摩耗量の関係を図７に示す。図
７より本実施例の固定片Ｃ及び可動片Ｃのものの耐摩耗
性は長期間にわたり大幅に向上することは、明らかであ
る。
片の周速を１７ｍ／ｓとして、固定片Ｃ及び可動片Ｃの
ものについて摩耗加速試験を実施した。４８時間後にも
固定片Ｃ及び可動片Ｃのものは摩擦面にかじり付きを確
認できなかった。可動片の周速２．８ｍ／ｓ及び１７ｍ
／ｓの結果の摩耗距離と摩耗量の関係を図７に示す。図
７より本実施例の固定片Ｃ及び可動片Ｃのものの耐摩耗
性は長期間にわたり大幅に向上することは、明らかであ
る。
【００３２】図８はシ−ル面の拡大断面図である。円筒
部４ａの外周面、及びこの外周面４ａと対向するディフ
ューザ５１の内周面を平行平面に形成したものである。
部４ａの外周面、及びこの外周面４ａと対向するディフ
ューザ５１の内周面を平行平面に形成したものである。
【００３３】図９はシ−ル面の他の実施例の拡大断面図
である。円筒部４ａの外周面を平面に形成し、この外周
面４ａと対向するディフューザ５１の内周面にラビリン
ス溝加工を施したものである。
である。円筒部４ａの外周面を平面に形成し、この外周
面４ａと対向するディフューザ５１の内周面にラビリン
ス溝加工を施したものである。
【００３４】図１０にラビリンス溝加工を施したシ−ル
面を加工する際の加工工程を示す。まず、ディフューザ
５１の内周面を平面に加工した後にラビリンス溝加工を
行う。次に、ラビリンス溝加工を施した面に皮膜を形成
して最後にシ−ル部内面に研磨加工を施すものである。
面を加工する際の加工工程を示す。まず、ディフューザ
５１の内周面を平面に加工した後にラビリンス溝加工を
行う。次に、ラビリンス溝加工を施した面に皮膜を形成
して最後にシ−ル部内面に研磨加工を施すものである。
【００３５】なお、上記実施例はディフューザ内周にス
テ−ジブッシュを嵌めこみ、ステ−ジ内周にケ−シング
リングを嵌めこみ、ステ−ジブッシュ及びケ−シングリ
ングの内周面を皮膜で被覆しているが、ディフューザ内
周面及びステ−ジブッシュの内周面に直接、皮膜で被覆
してもよい。この場合、皮膜が摩耗した際の皮膜の再被
覆の作業性が若干劣る。
テ−ジブッシュを嵌めこみ、ステ−ジ内周にケ−シング
リングを嵌めこみ、ステ−ジブッシュ及びケ−シングリ
ングの内周面を皮膜で被覆しているが、ディフューザ内
周面及びステ−ジブッシュの内周面に直接、皮膜で被覆
してもよい。この場合、皮膜が摩耗した際の皮膜の再被
覆の作業性が若干劣る。
【００３６】上述するように、取り扱い水中に酸化鉄等
の硬質粒子が含まれる場合、特に硬質粒子がシール面よ
り硬い場合、シールすき間にかみ込み、若しくはシール
付近に衝突し、且つシール面同士が固体接触した場合で
も、シール面の摩耗・エロージョンの発生を抑制・防止
でき、耐摩耗性の向上を図ることができる。
の硬質粒子が含まれる場合、特に硬質粒子がシール面よ
り硬い場合、シールすき間にかみ込み、若しくはシール
付近に衝突し、且つシール面同士が固体接触した場合で
も、シール面の摩耗・エロージョンの発生を抑制・防止
でき、耐摩耗性の向上を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、母材の材質を変更せず
に、羽根車とステ−ジ、ディフューザの耐摩耗性、耐食
性の向上を図ることができる。
に、羽根車とステ−ジ、ディフューザの耐摩耗性、耐食
性の向上を図ることができる。
【００３８】特に、起動、停止時、あるいは取り扱い水
の流入量、吐出量の変動等によって軸振動が大きくな
り、羽根車とステーターが強く固体接触する場合でも、
耐摩耗性、耐食性が向上し、取り扱い水中に硬質粒子が
含まれる場合でも耐摩耗性、耐エロージョン性が向上す
ることで、遠心ポンプの信頼性が向上し、また長寿命化
を図ることができる。
の流入量、吐出量の変動等によって軸振動が大きくな
り、羽根車とステーターが強く固体接触する場合でも、
耐摩耗性、耐食性が向上し、取り扱い水中に硬質粒子が
含まれる場合でも耐摩耗性、耐エロージョン性が向上す
ることで、遠心ポンプの信頼性が向上し、また長寿命化
を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例の多段遠心ポンプの縦断面図
である。
である。
【図２】図１の実施例の羽根車、ディフューザ、ステー
ジ部分の拡大断面図である。
ジ部分の拡大断面図である。
【図３】図１の実施例の羽根車、ケーシングリング、ス
テージブッシュの組立て関係図である。
テージブッシュの組立て関係図である。
【図４】耐摩耗性を試験するための摩耗加速試験機の断
面図である。
面図である。
【図５】図４の摩耗加速試験機による摩耗量の試験結果
を示す図である。
を示す図である。
【図６】図４の摩耗加速試験機による比摩耗量の試験結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図７】図４の摩耗加速試験機による摩耗量の試験結果
を示す図である。
を示す図である。
【図８】シ−ル面の拡大断面図である。
【図９】シ−ル面の他の実施例の拡大断面図である。
【図１０】ラビリンス溝加工を施したシ−ル面を加工す
る際の加工工程図である。
る際の加工工程図である。
１・・・多段遠心ポンプ、 ２ａ・・吸込フランジ、 ２ｂ・・吐出フランジ、 ３・・・軸、 ４・・・羽根車、 ５・・・ディフューザ、 ６・・・ステージ、 ７・・・軸受、 ５１・・ステージブッシュ、 ６１・・ケーシングリング０。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桂 裕之 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内
Claims (13)
- 【請求項１】流路内に羽根車を嵌合した軸を配置し、前
記羽根車に固定された円筒部の外周面とこの外周面と対
向するディフューザの内周面との間にシ−ル面を形成
し、及び羽根車の外周面とこの外周面と対向するステ−
ジ内周面との間にシ−ル面を形成した遠心ポンプにおい
て、前記シ−ルを形成する内周面、及び外周面を炭化物
と金属とを含む皮膜で被覆することを特徴とする遠心ポ
ンプ。 - 【請求項２】請求項１に記載の遠心ポンプにおいて、皮
膜はビッカース硬さが８００以上であることを特徴とす
る遠心ポンプ。 - 【請求項３】請求項１に記載の遠心ポンプにおいて、炭
化物はＷＣ、Ｃｒ３Ｃ２のいずれか、若しくは両方を含
み、金属としてＮｉ，Ｃｒのいずれか、若しくは両方を
含むものであることを特徴とする遠心ポンプ。 - 【請求項４】流路内に羽根車を嵌合した軸を配置し、前
記羽根車の側板側に羽根車と一体に形成された円筒部の
外周面とこの外周面と対向するディフューザの内周面と
の間に微小なすき間を形成し、及び羽根車の心板側の外
周面とこの外周面と対向するステ−ジ内周面との間に微
小なすき間を形成した遠心ポンプにおいて、 前記ディフューザ内周にステ−ジブッシュを嵌めこみ、
前記ステ−ジ内周にケ−シングリングを嵌めこみ、前記
円筒部の外周面、前記ステ−ジブッシュの内周面、及び
前記ケ−シングリングの内周面を炭化物と金属とを含む
皮膜で被覆することを特徴とする遠心ポンプ。 - 【請求項５】請求項４に記載の遠心ポンプにおいて、皮
膜はビッカース硬さが８００以上であることを特徴とす
る遠心ポンプ。 - 【請求項６】請求項４に記載の遠心ポンプにおいて、炭
化物はＷＣ、Ｃｒ３Ｃ２のいずれか、若しくは両方を含
み、金属としてＮｉ，Ｃｒのいずれか、若しくは両方を
含むものであることを特徴とする遠心ポンプ。 - 【請求項７】流路内に羽根車を嵌合した軸を配置し、前
記羽根車の側板側に羽根車と一体に形成された円筒部の
外周面とこの外周面と対向するディフューザの内周面と
の間に微小なすき間を形成し、及び羽根車の心板側の外
周面とこの外周面と対向するステ−ジ内周面との間に微
小なすき間を形成した遠心ポンプにおいて、 前記ディフューザ内周にステ−ジブッシュを嵌めこみ、
前記ステ−ジ内周にケ−シングリングを嵌めこみ、前記
円筒部の外周面、前記ステ−ジブッシュの内周面、及び
前記ケ−シングリングの内周面を炭化物と金属とを含む
皮膜で被覆し、前記円筒部の外周面を被覆する皮膜の硬
さを、前記ケ−シングリングの内周面及び前記ステ−ジ
ブッシュの内周面を被覆する皮膜の硬さより軟らかくす
ることを特徴とする遠心ポンプ。 - 【請求項８】請求項７に記載の遠心ポンプにおいて、円
筒部の外周面を被覆する皮膜は炭化物としてＣｒ３Ｃ
２、金属としてＮｉ，Ｃｒのいずれか、若しくは両方を
含み、ケ−シングリングの内周面及び前記ステ−ジブッ
シュの内周面を被覆する皮膜は炭化物としてＷＣ、金属
としてＮｉ、Ｃｒいずれか、若しくは両方を含むもので
あることを特徴とする遠心ポンプ。 - 【請求項９】流路内に羽根車を嵌合した軸を配置し、前
記羽根車の側板側に羽根車と一体に形成された円筒部の
外周面とこの外周面と対向するディフューザの内周面と
の間に微小なすき間を形成し、及び羽根車の心板側の外
周面とこの外周面と対向するステ−ジ内周面との間に微
小なすき間を形成した遠心ポンプにおいて、 前記ディフューザ内周にステ−ジブッシュを嵌めこみ、
前記ステ−ジ内周にケ−シングリングを嵌めこみ、前記
円筒部の外周面を炭化物としてＣｒ３Ｃ２、金属として
Ｎｉ，Ｃｒのいずれかを含む皮膜で被覆し、前記ステ−
ジブッシュの内周面及び前記ケ−シングリングの内周面
を炭化物としてＷＣを含み、金属としてＮｉ，Ｃｒのい
ずれかを含む皮膜で被覆し、これら皮膜の厚さを０．２
mmから０．６mmの範囲とすることを特徴とする遠心ポン
プ。 - 【請求項１０】流路内に羽根車を嵌合した軸を配置し、
前記羽根車の側板側に羽根車と一体に形成された円筒部
の外周面とこの外周面と対向するディフューザの内周面
との間に微小なすき間を形成し、及び羽根車の心板側の
外周面とこの外周面と対向するステ−ジ内周面との間に
微小なすき間を形成した遠心ポンプにおいて、 前記円筒部の外周面、及びこの外周面と対向するディフ
ューザの内周面、及び羽根車の心板側の外周面と対向す
るステ−ジ内周面を炭化物としてＷＣ、Ｃｒ３Ｃ２のい
ずれか、若しくは両方を含み、金属としてＮｉ，Ｃｒの
いずれか、若しくは両方を含み、厚さ０．２mmから０．
６mmの範囲の皮膜で被覆することを特徴とする遠心ポン
プ。 - 【請求項１１】流路内に羽根車を嵌合した軸を配置し、
前記羽根車の側板側に羽根車に固定された円筒部の外周
面とこの外周面と対向するディフューザの内周面との間
に微小なすき間を形成し、及び羽根車の心板側の外周面
とこの外周面と対向するステ−ジ内周面との間に微小な
すき間を形成した遠心ポンプにおいて、 前記円筒部の外周面、及びこの外周面と対向するディフ
ューザの内周面、及び羽根車の心板側の外周面と対向す
るステ−ジの内周面に炭化物と金属とを含む皮膜で被覆
することを特徴とする遠心ポンプ。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の遠心ポンプにおい
て、羽根車と円筒部とを一体に形成することを特徴とす
る遠心ポンプ。 - 【請求項１３】請求項１１に記載の遠心ポンプにおい
て、複数の羽根車を軸に嵌合して多段にすることを特徴
とする遠心ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06608297A JP3573590B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 遠心ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06608297A JP3573590B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 遠心ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10259799A true JPH10259799A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3573590B2 JP3573590B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=13305586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06608297A Expired - Fee Related JP3573590B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 遠心ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573590B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004019490A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | 給水ポンプ |
| CN100348868C (zh) * | 2005-06-29 | 2007-11-14 | 湖北双剑鼓风机制造有限公司 | 高原用硫酸离心鼓风机 |
| JPWO2006120987A1 (ja) * | 2005-05-12 | 2008-12-18 | 株式会社荏原製作所 | 表面改質方法及び装置 |
| CN101818732A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-09-01 | 江苏大学 | 一种核电站用离心式上充泵 |
| CN105351207A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-02-24 | 上海电气凯士比核电泵阀有限公司 | 一种上充泵 |
| CN105626545A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-01 | 吉林省宇琦泵业有限公司 | 一种小流量高扬程双壳多级泵及泵轴的制作工艺 |
| EP3217016A1 (en) | 2016-03-10 | 2017-09-13 | Hitachi, Ltd. | Turbomachine |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP06608297A patent/JP3573590B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004019490A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | 給水ポンプ |
| JPWO2006120987A1 (ja) * | 2005-05-12 | 2008-12-18 | 株式会社荏原製作所 | 表面改質方法及び装置 |
| CN100348868C (zh) * | 2005-06-29 | 2007-11-14 | 湖北双剑鼓风机制造有限公司 | 高原用硫酸离心鼓风机 |
| CN101818732A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-09-01 | 江苏大学 | 一种核电站用离心式上充泵 |
| CN105351207A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-02-24 | 上海电气凯士比核电泵阀有限公司 | 一种上充泵 |
| EP3217016A1 (en) | 2016-03-10 | 2017-09-13 | Hitachi, Ltd. | Turbomachine |
| US10718348B2 (en) | 2016-03-10 | 2020-07-21 | Hitachi Industrial Products, Ltd. | Turbomachine |
| CN105626545A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-01 | 吉林省宇琦泵业有限公司 | 一种小流量高扬程双壳多级泵及泵轴的制作工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3573590B2 (ja) | 2004-10-06 |
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