JPS58192995A - 渦巻ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 体を取扱液とするポンプ特に海水など電解質浴液を扱う
ポンプに関する。

例えば海水を取扱うポンプにおいて、ケーシング舌部お
よびその近傍、あるいはケーシング軸近傍などの腐食が
優先的に進行し、ポンプ寿命を縮めることがある。

本発明の目的は例えば海水など電解質溶液を扱うポンプ
におけるポンプケーシングのポンプ軸近傍の腐食を防止
したポンプを提供することにある。

ケーシング舌部およびその近傍の腐食はここが高流速の
流体が衝突する部分であることから、エロージョンが作
用して加速されるものとして理解される。

ところで腐食が酸素消費形で進む場合、一般には流速が
高いほど金属表面への溶存酸素の拡　。

散が速くなって腐食が増す。

ポンプケーシングのポンプ軸近傍にみられる優先的な腐
食は、ここが流速が遅い部分であることから、流速が遅
いと腐食量が少ないという一般的な傾向からＦｉ理解し
難い現象である。

そこで発明者らは、ポンプケーシングのポンプ軸近傍な
ど流速が遅い箇所が優先的に腐食する原因を以下のよ５
に推察した。

稼動中のポンプ内部には、必然的に流速が異なる箇所が
存在するが流速の違いによってそれぞれ電位が異なって
くる。それぞれ電位が異なった箇所は、ポンプという導
体で結ばれているので、海水など電解質溶液中ではマク
ロセルを形成するため、ポンプ内の腐食分布は、それぞ
れ異なった流速下で独立に発生する流速−腐食量の関係
には従わなくなる。上述のマクロセルは、流れが速い部
分がカソード、流れが遅い部分がアノードとなるもので
、流れが遅いケーシング軸近傍などの腐食を加速するも
のである。

発明者らは、以上のような推察を裏付けるため、稼動中
のポンプケーシングのポンプ軸近傍のマクロ腐食電流を
測定した。稼動中のポンプケーシングのマクロ腐食電流
は発明者らが初めて測定し、明かＫしたものである。

稼動中のポンプケーシング内部にマクロセルが形成する
ことを実際に確かめ、そこに流れるマクロ腐食電流を測
定するため、発明者らが考案し実施した方法を以下に示
す。

すなわちポンプケーシングを切断、分割し、ポンプケー
シングのポンプ軸近傍を、ポンプケーシングポンプ軸近
傍以外の部分とは絶縁した状態で再び組み上げた。それ
ぞれの部分にはあらかじめリード線をハンダ付けしてお
き無抵抗電流針に導き、両者の間に流れるマクロ腐食電
流を測定した。あらかじめ測っておいたポンプケーシン
グのポンプ軸近傍の、接液面積でマクロ腐食電流を割っ
たものが、ポンプケーシングポンプ軸近傍の接液部に流
れるマクロ腐食電流密度である。

ｌｌＩ＆１図は従来例の供試した片吸込内ライナリング
の縦断面図である。

ポンプケーシングは吸込側のケーシングｌとポンプ軸３
を駆動する側の中間ケーシングコが嵌合して締結された
もので、中間ケーシング本体の図示されない軸受部に支
持されるポンプ軸ＪＫ固定された羽根車参には両＠に円
筒形ウェアリング部Ｓ、美を、ケーシングｌに圧入した
ライナリング７と中間ケーシングコに圧入されたライナ
リングｔとは隙間束く配し、羽根車主板９には羽根車ダ
の中心より１１れた位置にバランスホール１３が設けで
ある。そしてライナリングｌとウェアリング部６よｐポ
ンプ軸３＠の、羽根車主板？と中間ケーシング−間は羽
根車の背部室ｌＯとなっている。

マクロ腐食電流測定のため切断、分割し、ケーシング本
体とは絶縁して組み立てたポンプケーシングのポンプ軸
近傍とは第１図においてＡ点よシもポンプ軸側の部分で
ある。

第一図は、ポンプケーシングのポンプ軸近傍における腐
食電流密度の経時変化を曲線／１１で示している。縦軸
には腐食電流密度μＡ２々ｉそして横軸にはポンプ運転
時間をとったものである。

運転条件は回転数／ｊ００ｍｉｎ−’、流量八〇＠　’
／ｍ　ｉへｎであシ、ポンプ材質は鋳鉄（ｒＩ８　ＦＣ
−〇）で、取違液は３−食塩水である。

図より明らかなように、ポンプケーシング内には流速差
によってマクロセルが形成し、流速が遅いポンプケーシ
ングのポンプ軸近傍にはマクロアノード電流が流れてこ
の部分の腐食を助長していることがわかった。

供試ポンプを３ケ月間運転した後切断し、ポンプケーシ
ングポンプ軸近傍の腐食状説を調べたところ第３図の如
くであった。

ｆｌ？！ＩＩＫ示すように、軸封ハクスｌ／のポンプ軸
３＠、即ち羽根車ｑのボスｌコ端面と対峙している端面
ｉｓが約１％、右上シの斜線の断面線を用いて示した部
分が腐食しており、羽根車の背部室ｌＯに面する中間ケ
ーシング−の壁面ｌ乙の外周方向に向って次第に腐食は
小さくなっている。

第一図と第３図により、電解質の液体を扱うポンプにお
いて、ポンプケーシングのポンプ軸近傍のように流速が
低い部分が優先的に腐食する現象があり、その原因が、
流速差によって形成されるマクロセルに起因するもので
あることがわかった。

以上に示したように本願発明の発明者らは電解質の液体
を扱う片吸込の渦巻ポンプにおけるポンプ軸近傍の優先
的な腐食の原因を実験と考察によって求めたのである。

本発明は始めにのべたようＫ例えば海水のような電解質
を取扱うポンプケーシングのポンプ軸近傍の腐食を防止
することを目的とするもので片吸込両うイナ形ポンプに
おいて羽根車を含む回転体の軸封部側中心部よシポンプ
室低圧部へ通ずる流体通路を設けることによって低流速
部の流動を活発ならしめたものである。

なお、従来からあるバランスホールは、単に羽根車回転
によって生ずるスラスト荷重をバランスさせるためだけ
の目的で存在するものであるのに対し、本発明による前
記流体通路は、スラスト荷重をバランスさせる作用もむ
ろん有しているが、その位置を積極的に軸心を近づけた
ものであるので、ポンプケーシングのポンプ軸近傍の腐
食防止という全く新しい作用をもたらすものである。

以下図面に従って本発明の詳細な説明する。

Ｉｐｃ４Ｉ−図は本発明の実施例を示すポンプの縦断面
図である。ポンプの構造は、第１図と同じであり、ポン
プケーシングは鋳鉄製である。第ダ図には第１図で説明
された部分は符号のみ記載し、説明は省略する。

バランスホールｌ１３は羽根車の背部室１０側の開口端
をポンプ軸３に近接し、ポンプ室低圧部へ向ってボスｌ
−中を頁通して設ける。

軸封ハウス／／は端部をバランスホール／／、７の入口
／／３ムに向って円錐形とし取扱い液体の流れをよくす
る。

第ダ図において羽根車ダが回転すると図示矢印／７（細
線で示される）のように吸込口から吸込音れた液体は羽
根車ダによシ増速昇圧されて渦巻室／ＩＩ／Ｃ出て図示
されない渦巻室ｌｊＫ続く吐出口より吐き出される。渦
巻室／１の高圧液体は羽根車主板デの裏側をとおり、ラ
イナリングｔとウェアリング部６の隙間より噴出して、
液体は矢印／　？’のように中間ケーシング−の壁ＷＪ
１６１１Ｃ当ル、バランスホール入口／／３ムからバラ
ンスホール／／、７をとおシ、ポンプ室吸込憫低圧部へ
吸出され、羽根単ダの軸方向バランスがとられる。従っ
て軸封ハウス／／の羽根車の背部室１０のポンプ軸３近
傍に面する表面は矢印／７１の速度の早い流れが接する
０第３図社本発明のポンプケーシングのポンプ軸近傍の
腐食電流密度を示す線図である。縦軸には腐食電流密度
μムＡ−そして横軸にはポンプ運転時間（月）をとった
もので点線で示す１１１／ｌが本発明における腐食電流
密度の経時変化、実線で示す＋１１１−〇が第１図に示
す従来形のバランスホールを備えるポンプケーシングの
腐食電流密度を示す。

図より明らかなように１従来例ではポンプケーシングポ
ンプ軸近傍には大きなマクロアノード電流が流れていた
が、本発明のものは微９４ながらマクロカンード電流が
流れておシ、腐食の進行が殆んどないことが期待できる
。

第６図乃至第１０図は夫々が本発明の他の実施例を示す
要部のみ表わす縦断面図である。

第６図は羽根車亭のボスｌコに軸方向に行止りの短い穴
／／３Ｂを軸封部側からあけ、ポンプ室低圧部から該穴
１ｔ３ＢＫ向けて斜めに穴／／ＪＣｊをあけたものであ
る。

第７図は羽根車参のボス／ＪＫ軸方向の穴／／ＪＤをあ
けたものであル、加工容品な利点がある。

第１図は羽根車参のボス／ＪＫ軸封部側から軸方向に行
止）の穴／／３Ｉｅを深く入れ、端部においてポンプ室
低圧部側から穴／／３１１をあけてつないだものである
。

第を図は羽根車ダのボスｌ−のポンプ軸３の入る穴にポ
ンプ軸３とキーを介して係合するキー溝以外にキー溝コ
ｌを設け、ボスノコの両端面に半径方向に溝ココを設け
たものである。このキー＃１コｌはボスｌ−に設けたも
のであるがポンプ軸３に回転力伝達用のキーを嵌入する
キー溝以外にキー溝を設け、骸キー溝にボスｌ−両端の
溝ココを一致させるようにしてもよい。

第１０図は軸封ハウス／／と羽根車ダのボスｌコの端面
間に現われているポンプ軸３の外周より半径方向に穴−
Ｊを設け、ポンプ軸３の羽根車ｌ＠端よ）中心を軸方向
に向って行止蒙るようＶＣ６けた穴Ｊ４Ｉに連通したも
ので半径方向の穴コ３は等配して設ける。この場合は矢
印コｊの流れは軸封ハウスｌ／の端面／ＪＫ沿って渦巻
状に半径方向の穴コ３の入口／／、？ムよシ液体が流入
する。そして中心の穴コダをとおシ、ポンプ室吸込側中
心に出る。

以上各実施例共軸封ハウス／／の羽根車の背部室１ｏｒ
１ｃ面する壁面を流体が速い速度で流れるので、この部
分の腐食が流速差マクロセルによって助長されることが
なくなｐｌむしろカンード傾向となり、腐食は防止され
る。

尚、各実施例共バランスホールの機能を持つがバランス
力が不足するときは従来からあるようなバランスホール
を併用しても差支えはないのである。

Ｉた各実施例において、ポンプケーシングのポンプ軸近
傍に液の流動をもたらす穴祉、鋳込みＫよって設けても
よいし、加工によって設けてもよい。

以上のとお夛、本発明は、従来ポンプケーシングのポン
プ軸近傍の腐食が海水のような電解質浴液中で急速に進
む原因を、流速差マクロセルの形成によってマクロ腐食
電流が生じている現象であることを見出し、これＫよっ
てポンプケーシングのポンプ軸近傍の取扱液体の流速を
高めるようにポンプ羽根車を含む回転体の中心に近い部
分の軸封部側に液体流入通路入口を設けてポンプ室低圧
部へ貫通させたものであるからポンプケーシングのポン
プ軸近傍の腐食がなくなシ、ポンプの寿命を著しく伸ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来例の渦巻ポンプの９部を示す縦断面図、第
２図は第１図のポンプのケーシングの腐食電流密度の経
時変化を示す線図、第３図は第１図のポンプのケーシン
グの一部を示す縦断面図、第１図は本発明の渦巻ポンプ
の実施例の縦断面図、第３図は第ダ図のポンプのケーシ
ングの腐食電流密度の経時変化を示す線図、第６図乃至
第１０図は夫々が本発明の他の実施例を示す縦断面図で
ある。 ｌ・・ケーシング　コ・・中間ケーシング３・・ポンプ
軸　ダ・・羽根車　ｊ、６・・ウェアリング部　？・・
羽根車主板　ｌＯ・・羽根車の背部室　／／・・軸封ハ
ウス　ノコ嗜・ボス　／、７．／／、７・＠バランスホ
ール　／／３ム・・バランスホールの入口　／／、７Ｂ
、／／、７０．／／、７Ｄ。 ｔｉ、ｙＥ、ｉｉ、ｙｖ−・穴　／４１・・曲、Ｉ！　
　ｉｓ・・端面　１６・・壁面　／り　／７１ａｍ矢印
　１５・・渦巻室　／９．−〇・・線　コト・キー溝コ
コ・・溝　コ３．コダ・・穴　コ１−・矢印。 特許出願人　　株式会社荏原製作所 代　理　人　　　新　　井　　−部 第１図 時間（月） 第３図 第４図 第５図 莢 日毎ＭＣＦＡ） 第６図 第７ｖ１１ １ 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　羽根車の両側とポンプケーシングとの間を水封リン
   グによシ水封した片吸込両うイナ形ポンプにおいて羽根
   車を含む回転体の中心部に羽根車の背面とポンプケーシ
   ングの水封部よシ軸側の室に開口し該室の液体の流入す
   る入口があるようにポンプ室低圧部に向って流体の通路
   を設け、ポンプケーシングの軸近傍の防食を行うことを
   特徴とする渦巻ポンプ。