JP7434932B2 - Multiple gear pumps and pump systems - Google Patents

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Description

本発明は、多連式ギヤポンプ及びポンプシステムに関する。 The present invention relates to a multiple gear pump and pump system.

下記特許文献１には、直列並列切替用ダブルギヤポンプが開示されている。この直列並列切替用ダブルギヤポンプは、第一昇圧部と第二昇圧部とを有する三連式のギヤポンプを備え、外部流路を切り換えることにより第一昇圧部と第二昇圧部を並列接続した状態（ノーマルモード）と第一昇圧部と第二昇圧部を直列接続した状態（ハーフモード）とに切り替えるものである。ハーフモードは、ノーマルモードの約半分の流量の流体を吐出する動作モードである。 Patent Document 1 listed below discloses a double gear pump for series/parallel switching. This double gear pump for series/parallel switching is equipped with a triple gear pump having a first booster section and a second booster section, and the first booster section and the second booster section are connected in parallel by switching the external flow path. (normal mode) and a state in which the first booster section and the second booster section are connected in series (half mode). The half mode is an operation mode in which fluid is discharged at approximately half the flow rate of the normal mode.

特開２００３－３２８９５８号公報JP2003-328958A

ところで、上記背景技術では、ノーマルモード（並列運転モード）とハーフモード（直列運転モード）とで３つのギヤの軸受に作用する力が変化する。また、上記三連式のギヤポンプでは静圧軸受が用いられることが多く、並列運転モードでは、比較的高圧な吐出流体の一部を各々の静圧軸受に供給することにより静圧軸受の負荷容量（負荷能力）を確保している。 By the way, in the above-mentioned background art, the force acting on the bearings of the three gears changes between the normal mode (parallel operation mode) and the half mode (series operation mode). In addition, hydrostatic bearings are often used in the triple gear pumps mentioned above, and in parallel operation mode, the load capacity of the hydrostatic bearings is increased by supplying a portion of relatively high pressure discharge fluid to each hydrostatic bearing. (load capacity) is ensured.

しかしながら、吐出流体を静圧軸受の負荷能力を確保するために消費するということは、三連式のギヤポンプ等の多連式ギヤポンプの容量効率を低下させることに他ならない。 However, consuming the discharged fluid to ensure the load capacity of the hydrostatic bearing only reduces the capacity efficiency of a multiple gear pump such as a triple gear pump.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、軸受の負荷能力を確保しつつ容量効率の低下を従来よりも抑制することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to suppress a decrease in capacity efficiency more than before while ensuring the load capacity of a bearing.

上記目的を達成するために、本発明では、多連式ギヤポンプに係る第１の解決手段として、互いに平行関係となるように配列し、当該配列の端に位置しないものが駆動軸である３個以上の回転軸と、当該回転軸を各々支持する３個以上の軸受と、前記回転軸に各々装着され、一列に連なって噛み合うことにより２以上の流体昇圧部を形成する３個以上のギヤとを備え、前記駆動軸の前記軸受は、前記流体昇圧部に連通する一対の液体入出力口のうち、低圧側に接続される、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution related to a multiple gear pump, three gear pumps are arranged parallel to each other, and the one not located at the end of the arrangement is the drive shaft. The above rotating shaft, three or more bearings each supporting the rotating shaft, and three or more gears each attached to the rotating shaft and meshing in a row to form two or more fluid pressurizing parts. The bearing of the drive shaft is connected to the low pressure side of a pair of liquid input/output ports communicating with the fluid pressure booster.

本発明では、多連式ギヤポンプに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、静圧パッドを備えるすべり軸受である、という手段を採用する。 In the present invention, as a second solving means related to a multiple gear pump, a sliding bearing equipped with a hydrostatic pad is adopted in the first solving means.

本発明では、多連式ギヤポンプに係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記回転軸、前記軸受及び前記ギヤの個数は３個である、という手段を採用する。 In the present invention, as a third solution related to a multiple gear pump, in the first or second solution, the number of the rotating shaft, the bearing, and the gear is three. .

本発明では、ポンプシステムに係る解決手段として、第１～第３のいずれかの解決手段に係る多連式ギヤポンプと、前記流体昇圧部の接続関係を並列接続あるいは直列接続に切り換える切換流路とを備え、前記軸受は、前記流体昇圧部が前記並列接続の場合に低圧側となり、前記流体昇圧部が前記直列接続の場合には高圧側となる前記液体入出力口と接続される、という手段を採用する。 In the present invention, as a solving means related to a pump system, a multiple gear pump according to any one of the first to third solving means, and a switching flow path that switches the connection relationship of the fluid pressure boosting section to parallel connection or series connection. , wherein the bearing is connected to the liquid input/output port which becomes a low pressure side when the fluid pressure boosting part is connected in parallel and a high pressure side when the fluid pressure boosting part is connected in series. Adopt.

本発明によれば、軸受の負荷能力を確保しつつ容量効率の低下を従来よりも抑制することが可能である。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in capacity efficiency more than before while ensuring the load capacity of a bearing.

本発明の一実施形態に係る多連式ギヤポンプ及びポンプシステムの構成を示す配管系統図である。1 is a piping system diagram showing the configuration of a multiple gear pump and a pump system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るポンプシステムの並列運転モードにおける動作状態を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an operating state of a pump system in a parallel operation mode according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るポンプシステムの直列運転モードにおける動作状態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an operating state of a pump system in a series operation mode according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るポンプシステムは、図１に示すように三連式ギヤポンプ１、流入配管２、流出配管３、第１～第５接続配管４～８、逆止弁９及び流量調節弁１０を備えている。このポンプシステムは、外部から受け入れた所定の流体（液体）を昇圧して外部に送り出すものである、被昇圧液体である上記流体（液体）は、例えば燃料である。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the pump system according to the present embodiment includes a triple gear pump 1, an inflow pipe 2, an outflow pipe 3, first to fifth connection pipes 4 to 8, a check valve 9, and a flow rate control valve 10. We are prepared. This pump system boosts the pressure of a predetermined fluid (liquid) received from the outside and sends it out to the outside.The fluid (liquid) that is the fluid to be pressurized is, for example, fuel.

ここで、これら各構成要素のうち、三連式ギヤポンプ１は、本実施形態に係る多連式ギヤポンプである。また、流入配管２、流出配管３、第１～第５接続配管４～８、逆止弁９及び流量調節弁１０は、本実施形態における切換流路を構成している。すなわち、切換流路は、後述する第１流体昇圧部Ｓ１及び第２流体昇圧部Ｓ２の接続関係を並列接続あるいは直列接続に切り換えるものである。 Here, among these components, the triple gear pump 1 is a multiple gear pump according to the present embodiment. Further, the inflow pipe 2, the outflow pipe 3, the first to fifth connection pipes 4 to 8, the check valve 9, and the flow rate control valve 10 constitute a switching flow path in this embodiment. That is, the switching flow path switches the connection relationship between the first fluid pressure boosting section S1 and the second fluid pressure boosting section S2, which will be described later, to be connected in parallel or in series.

三連式ギヤポンプ１は、所定のケーシング１ａと、当該ケーシング１ａ内に収容され、一列に連なって噛み合う第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄと、当該第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄが固定された第１～第３回転軸１ｅ～１ｇと、当該第１～第３回転軸１ｅ～１ｇをケーシング１ａに対して回転自在に支持する第１～第３軸受１ｈ～１ｊを備えている。なお、第１～第３回転軸１ｅ～１ｇのうち、第２回転軸１ｆは、図示しない駆動源によって回転駆動される駆動軸である。 The triple gear pump 1 includes a predetermined casing 1a, first to third gears 1b to 1d that are housed in the casing 1a and mesh in a row, and the first to third gears 1b to 1d are fixed. The casing 1a includes first to third rotating shafts 1e to 1g, and first to third bearings 1h to 1j that rotatably support the first to third rotating shafts 1e to 1g with respect to the casing 1a. Note that among the first to third rotation shafts 1e to 1g, the second rotation shaft 1f is a drive shaft that is rotationally driven by a drive source (not shown).

この三連式ギヤポンプ１において、ケーシング１ａは、第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄ、第１～第３回転軸１ｅ～１ｇ及び第１～第３軸受１ｈ～１ｊを収容する金属筐体である。このケーシング１ａは、外部と流体の入出力を行う第１～第４入出力口Ｐ１～Ｐ４（液体入出力口）を備える。第１～第４入出力口Ｐ１～Ｐ４のうち、第１入出力口Ｐ１、第２入出力口Ｐ２及び第３入出力口Ｐ３は、図示するように第１流体昇圧部Ｓ１に連通し、また第２入出力口Ｐ２、第３入出力口Ｐ３及び第４入出力口Ｐ４は第２流体昇圧部Ｓ２に連通している。 In this triple gear pump 1, the casing 1a is a metal housing that houses the first to third gears 1b to 1d, the first to third rotating shafts 1e to 1g, and the first to third bearings 1h to 1j. . The casing 1a includes first to fourth input/output ports P1 to P4 (liquid input/output ports) for inputting and outputting fluid to and from the outside. Among the first to fourth input/output ports P1 to P4, the first input/output port P1, the second input/output port P2, and the third input/output port P3 communicate with the first fluid booster S1 as shown in the figure. Further, the second input/output port P2, the third input/output port P3, and the fourth input/output port P4 communicate with the second fluid pressure booster S2.

第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄは、図示するように外周に所定数の歯が形成された円板状部材であり、連なって噛み合うことにより第１流体昇圧部Ｓ１及び第２流体昇圧部Ｓ２を形成する。第１流体昇圧部Ｓ１は、第１ギヤ１ｂと第２ギヤ１ｃとが噛み合って回転することによって被昇圧液体を昇圧する部位である。また、第２流体昇圧部Ｓ２は、第２ギヤ１ｃと第３ギヤ１ｄとが噛み合って回転することによって被昇圧液体を昇圧する部位である。 As shown in the figure, the first to third gears 1b to 1d are disk-shaped members having a predetermined number of teeth formed on the outer periphery, and are meshed with each other in series to form a first fluid pressure boosting section S1 and a second fluid pressure boosting section S2. form. The first fluid pressurization section S1 is a section that pressurizes the pressurized liquid by rotating the first gear 1b and the second gear 1c in mesh with each other. Further, the second fluid pressurization section S2 is a section that pressurizes the pressurized liquid by rotating the second gear 1c and the third gear 1d in mesh with each other.

このような第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄのうち、第１ギヤ１ｂは、第１回転軸１ｅ及び第１軸受１ｈを介してケーシング１ａに対して回転自在に支持されている。第２ギヤ１ｃは、第２回転軸１ｆ及び第２軸受１ｉを介してケーシング１ａに対して回転自在に支持されている。また、第３ギヤ１ｄは、第３回転軸１ｇ及び第３軸受１ｊを介してケーシング１ａに対して回転自在に支持されている。 Among the first to third gears 1b to 1d, the first gear 1b is rotatably supported by the casing 1a via the first rotating shaft 1e and the first bearing 1h. The second gear 1c is rotatably supported by the casing 1a via the second rotating shaft 1f and the second bearing 1i. Further, the third gear 1d is rotatably supported by the casing 1a via the third rotating shaft 1g and the third bearing 1j.

第１～第３回転軸１ｅ～１ｇは、各々に第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄが同軸状態で装着された棒状部材である。これら第１～第３回転軸１ｅ～１ｇは、互いに平行関係となるように配列し、当該配列の端に位置しない第２回転軸１ｆが駆動軸である。例えば、第１回転軸１ｅは、第１ギヤ１ｂが当該第１ギヤ１ｂの回転面に直交する姿勢で装着されている。第２回転軸１ｆは、第２ギヤ１ｃが当該第２ギヤ１ｃの回転面に直交する姿勢で装着されている。第３回転軸１ｇは、第３ギヤ１ｄが当該第３ギヤ１ｄの回転面に直交する姿勢で装着されている。 The first to third rotating shafts 1e to 1g are rod-shaped members to which first to third gears 1b to 1d are coaxially attached, respectively. These first to third rotating shafts 1e to 1g are arranged in parallel to each other, and the second rotating shaft 1f, which is not located at the end of the arrangement, is the drive shaft. For example, the first rotating shaft 1e is mounted in such a manner that the first gear 1b is perpendicular to the rotating surface of the first gear 1b. The second rotating shaft 1f is mounted with the second gear 1c in a position perpendicular to the rotational surface of the second gear 1c. The third rotating shaft 1g is mounted in such a manner that the third gear 1d is perpendicular to the rotational surface of the third gear 1d.

第１～第３軸受１ｈ～１ｊは、第１～第３回転軸１ｅ～１ｇの中心軸方向において、第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄの両側に各々一対設けられている。例えば、第１軸受１ｈは、第１回転軸１ｅの中心軸方向において第１ギヤ１ｂの両側に一対設けられ、第２軸受１ｉは、第２回転軸１ｆの中心軸方向において第２ギヤ１ｃの両側に一対設けられ、第３軸受１ｊは、第３回転軸１ｇの中心軸方向において第３ギヤ１ｄの両側に一対設けられている。 A pair of the first to third bearings 1h to 1j are provided on each side of the first to third gears 1b to 1d in the direction of the central axis of the first to third rotating shafts 1e to 1g. For example, a pair of first bearings 1h are provided on both sides of the first gear 1b in the central axis direction of the first rotating shaft 1e, and a pair of second bearings 1i are provided on both sides of the second gear 1c in the central axis direction of the second rotating shaft 1f. A pair of third bearings 1j are provided on both sides of the third gear 1d in the central axis direction of the third rotating shaft 1g.

このような第１～第３軸受１ｈ～１ｊは、第１～第３回転軸１ｅ～１ｇを回転自在に支持するものであり、例えばすべり軸受である。すなわち、第１～第３軸受１ｈ～１ｊは、第１～第３回転軸１ｅ～１ｇと第１～第３軸受１ｈ～１ｊとの間で形成されるくさび状の隙間に潤滑剤が連込まれることで流体圧力（潤滑剤による流体潤滑）を発生させることにより、第１～第３軸受１ｈ～１ｊの回転自在としつつ第１～第３回転軸１ｅ～１ｇから作用するラジアル荷重を支えるものである。なお、すべり軸受には回転軸との間に静圧パッドを備えるもの知られている。第１～第３軸受１ｈ～１ｊについては、静圧パッドを備えるすべり軸受を採用してもよい。 The first to third bearings 1h to 1j rotatably support the first to third rotating shafts 1e to 1g, and are, for example, sliding bearings. That is, in the first to third bearings 1h to 1j, the lubricant is entrained in the wedge-shaped gaps formed between the first to third rotating shafts 1e to 1g and the first to third bearings 1h to 1j. By generating fluid pressure (fluid lubrication using a lubricant) by rotating, the first to third bearings 1h to 1j can freely rotate while supporting the radial load acting from the first to third rotating shafts 1e to 1g. It is. Note that some sliding bearings are known that are equipped with a static pressure pad between the sliding bearing and the rotating shaft. As for the first to third bearings 1h to 1j, sliding bearings equipped with static pressure pads may be adopted.

このような第１～第３軸受１ｈ～１ｊ（すべり軸受）は、潤滑剤として被昇圧液体を用いる。すなわち、第１～第３軸受１ｈ～１ｊは、被昇圧液体を潤滑剤として受け入れるために、第１～第４入出力口Ｐ１～Ｐ４のいずれかに接続されている。 The first to third bearings 1h to 1j (sliding bearings) use pressurized liquid as a lubricant. That is, the first to third bearings 1h to 1j are connected to any one of the first to fourth input/output ports P1 to P4 in order to receive the pressurized liquid as a lubricant.

例えば、第１軸受１ｈは、第２入出力口Ｐ２に接続されている。また、第１軸受１ｈにおける第２入出力口Ｐ２との接続部位は、第１ギヤ１ｂに作用する被昇圧液体の圧力において比較的低圧となる部位である。この比較的低圧となる部位は、第１ギヤ１ｂにおいて第１入出力口Ｐ１の近傍領域である。 For example, the first bearing 1h is connected to the second input/output port P2. Further, the connection portion of the first bearing 1h with the second input/output port P2 is a portion where the pressure of the pressurized liquid acting on the first gear 1b is relatively low. This relatively low pressure area is in the vicinity of the first input/output port P1 in the first gear 1b.

第２軸受１ｉは、第４入出力口Ｐ４に接続されている。また、第２軸受１ｉにおける第１入出力口Ｐ１との接続部位は、第２ギヤ１ｃに作用する被昇圧液体の圧力において比較的低圧となる第１入出力口Ｐ１の近傍領域である。 The second bearing 1i is connected to the fourth input/output port P4. Further, the connection portion of the second bearing 1i with the first input/output port P1 is a region near the first input/output port P1 where the pressure of the pressurized liquid acting on the second gear 1c is relatively low.

また、第３軸受１ｊは、第３入出力口Ｐ３に接続されている。また、この第３軸受１ｊにおける第３入出力口Ｐ３との接続部位は、第４入出力口Ｐ４の近傍領域である。 Further, the third bearing 1j is connected to the third input/output port P3. Further, the connection portion of the third bearing 1j with the third input/output port P3 is a region near the fourth input/output port P4.

このような三連式ギヤポンプ１は、互いに平行関係となるように配列し、当該配列の端に位置しない第２回転軸１ｆが駆動軸である第１～第３回転軸１ｅ～１ｇと、当該第１～第３回転軸１ｅ～１ｇを回転自在に各々支持する第１～第３軸受１ｈ～１ｊと、第１～第３回転軸１ｅ～１ｇに各々装着され、連なって噛み合うことにより第１流体昇圧部Ｓ１及び第２流体昇圧部Ｓ２を形成する第１～第３ギヤ１ｂ～１ｄとを備え、第２回転軸１ｆ（駆動軸）を支持する第２軸受１ｉは、第２流体昇圧部Ｓ２に連通する第３入出力口Ｐ３及び第４入出力口Ｐ４のうち、低圧側の第４入出力口Ｐ４に接続される多連式ギヤポンプの一種である。 Such a triple gear pump 1 has first to third rotating shafts 1e to 1g that are arranged in parallel to each other, and the second rotating shaft 1f that is not located at the end of the arrangement is the drive shaft, and The first to third bearings 1h to 1j rotatably support the first to third rotational shafts 1e to 1g, respectively, and are attached to the first to third rotational shafts 1e to 1g, respectively, and mesh with each other in series. The second bearing 1i, which includes first to third gears 1b to 1d forming the fluid pressure boosting section S1 and the second fluid pressure boosting section S2, and supports the second rotating shaft 1f (drive shaft), is connected to the second fluid pressure boosting section. It is a type of multiple gear pump connected to the fourth input/output port P4 on the low pressure side among the third input/output port P3 and the fourth input/output port P4 communicating with S2.

流入配管２は、一端が第１入出力口Ｐ１に接続され、他端が外部の液体供給源に接続される配管である。この流入配管２は、液体供給源から受け入れた被昇圧液体を三連式ギヤポンプ１に流通させる。流出配管３は、一端が第２入出力口Ｐ２に接続され、他端が外部の液体需要先に接続される配管である。この流出配管３は、三連式ギヤポンプ１が吐出した昇圧後の被昇圧液体を液体需要先に流通させる。 The inflow pipe 2 is a pipe whose one end is connected to the first input/output port P1 and whose other end is connected to an external liquid supply source. The inflow pipe 2 allows the pressurized liquid received from the liquid supply source to flow to the triple gear pump 1 . The outflow pipe 3 is a pipe whose one end is connected to the second input/output port P2 and whose other end is connected to an external liquid demand destination. This outflow pipe 3 allows the pressurized liquid discharged by the triple gear pump 1 to flow to a liquid demand destination.

第１接続配管４は、流入配管２と逆止弁９の第１入出力口とを接続する配管である。第２接続配管５は、逆止弁９の第２入出力口と流量調節弁１０の第１入出力口とを接続する配管である。第３接続配管６は、流量調節弁１０の第２入出力口と三連式ギヤポンプ１の第３入出力口Ｐ３とを接続する配管である。第４接続配管７は、流量調節弁１０の第２入出力口と三連式ギヤポンプ１の第２入出力口Ｐ２とを接続する配管である。第５接続配管８は、逆止弁９の第２入出力口と三連式ギヤポンプ１の第４入出力口Ｐ４とを接続する配管である。 The first connection pipe 4 is a pipe that connects the inflow pipe 2 and the first input/output port of the check valve 9 . The second connection pipe 5 is a pipe that connects the second input/output port of the check valve 9 and the first input/output port of the flow control valve 10. The third connection pipe 6 is a pipe that connects the second input/output port of the flow control valve 10 and the third input/output port P3 of the triple gear pump 1. The fourth connection pipe 7 is a pipe that connects the second input/output port of the flow control valve 10 and the second input/output port P2 of the triple gear pump 1. The fifth connection pipe 8 is a pipe that connects the second input/output port of the check valve 9 and the fourth input/output port P4 of the triple gear pump 1.

逆止弁９は、第１接続配管４と第２接続配管５及び第５接続配管８との間に設けられ、一対の入出力口つまり第１入出力口と第２入出力口を備えている。この逆止弁９は、第１入出力口と第２入出力口との差圧に応じて第１入出力口と第２入出力口との間における被昇圧液体の導通と導通阻止とを自動切換えするバルブである。 The check valve 9 is provided between the first connection pipe 4, the second connection pipe 5, and the fifth connection pipe 8, and includes a pair of input/output ports, that is, a first input/output port and a second input/output port. There is. This check valve 9 conducts or prevents conduction of the pressurized liquid between the first input/output port and the second input/output port depending on the differential pressure between the first input/output port and the second input/output port. This is an automatic switching valve.

流量調節弁１０は、第２接続配管５と第３接続配管６及び第４接続配管７との間に設けられ、一対の入出力口つまり第１入出力口と第２入出力口を備えている。この流量調節弁１０は、第１入出力口と第２入出力口との間を流通する被昇圧液体の流量（通過流量）を調節し得る制御バルブである。 The flow control valve 10 is provided between the second connection pipe 5, the third connection pipe 6, and the fourth connection pipe 7, and includes a pair of input/output ports, that is, a first input/output port and a second input/output port. There is. The flow rate adjustment valve 10 is a control valve that can adjust the flow rate (passage flow rate) of the pressurized liquid flowing between the first input/output port and the second input/output port.

次に、本実施形態に係る多連式ギヤポンプ及びポンプシステムの動作について、図２Ａ及び図２Ｂを参照して詳しく説明する。 Next, the operation of the multiple gear pump and pump system according to this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2A and 2B.

最初に基本動作について説明するが、本実施形態に係るポンプシステムでは、流量調節弁１０が調節されることにより、図２Ａ及び図２Ｂに示すような２つの動作モードの切り替えが可能である。すなわち、本実施形態に係るポンプシステムは、流量調節弁１０を閉状態に設定することにより、図２Ａに示すように三連式ギヤポンプ１の第１、第２流体昇圧部Ｓ１，Ｓ２が並列接続された状態の並列運転モードとなる。 First, the basic operation will be described. In the pump system according to this embodiment, by adjusting the flow rate control valve 10, it is possible to switch between two operation modes as shown in FIGS. 2A and 2B. That is, in the pump system according to the present embodiment, by setting the flow rate control valve 10 to the closed state, the first and second fluid pressure boosting parts S1 and S2 of the triple gear pump 1 are connected in parallel, as shown in FIG. 2A. The parallel operation mode is set.

また、本実施形態に係るポンプシステムは、流量調節弁１０を開状態に設定することにより、図２Ｂに示すように第１、第２流体昇圧部Ｓ１，Ｓ２が直列接続された状態の直列運転モードとなる。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、比較的低圧な被昇圧液体（低圧液体）が流れる部位と比較的高圧な被昇圧液体（高圧液体）とが流れる部位とを異なる態様で、つまり低圧液体を比較的薄く、高圧液体を比較的濃く描いている。 Furthermore, by setting the flow rate control valve 10 to an open state, the pump system according to the present embodiment can be operated in series in a state where the first and second fluid pressure boosters S1 and S2 are connected in series, as shown in FIG. 2B. mode. In addition, in FIGS. 2A and 2B, the part through which relatively low-pressure pressurized liquid (low-pressure liquid) flows and the part through which relatively high-pressure pressurized liquid (high-pressure liquid) flows are shown in different manners, that is, the low-pressure liquid is compared. It is thin and depicts the high-pressure liquid relatively darkly.

並列運転モードについて先に説明すると、流入配管２から三連式ギヤポンプ１の第１入出力口Ｐ１に供給された低圧液体は、第２回転軸１ｆ（駆動軸）が図示する方向に回転することによって第１ギヤ１ｂ及び第２ギヤ１ｃが逆方向に回転駆動される。この結果、第１入出力口Ｐ１の低圧液体は、第１流体昇圧部Ｓ１で昇圧され、高圧液体として第２入出力口Ｐ２及び第３入出力口Ｐ３に吐出される。 To explain the parallel operation mode first, the low pressure liquid supplied from the inflow pipe 2 to the first input/output port P1 of the triple gear pump 1 rotates in the direction shown by the second rotating shaft 1f (drive shaft). As a result, the first gear 1b and the second gear 1c are rotationally driven in opposite directions. As a result, the low pressure liquid at the first input/output port P1 is pressurized by the first fluid pressure increasing section S1, and is discharged as high pressure liquid to the second input/output port P2 and the third input/output port P3.

すなわち、第１流体昇圧部Ｓ１における昇圧作用によって、低圧液体は、第１流体昇圧部Ｓ１によって高圧液体となって第２入出力口Ｐ２及び第３入出力口Ｐ３に送り出される。そして、この第２入出力口Ｐ２の高圧液体は、流出配管３を介して液体需要先に供給される。第３入出力口Ｐ３の高圧液体は、第４接続配管７および流出配管３を介して液体需要先に供給される。 That is, due to the pressure increasing action in the first fluid pressure increasing section S1, the low pressure liquid is turned into a high pressure liquid by the first fluid pressure increasing section S1 and is sent to the second input/output port P2 and the third input/output port P3. The high-pressure liquid at the second input/output port P2 is then supplied to the liquid demand destination via the outflow pipe 3. The high-pressure liquid at the third input/output port P3 is supplied to the liquid demand destination via the fourth connection pipe 7 and the outflow pipe 3.

また、この並列運転モードでは流量調節弁１０が閉状態に設定されているので、逆止弁９に作用する差圧が比較的小さい。すなわち、並列運転モードでは逆止弁９が導通状態となる。したがって、液体供給源から流入配管２に供給された低圧液体の一部が三連式ギヤポンプ１の第１入出力口Ｐ１だけではなく、第１接続配管４、逆止弁９及び第５接続配管８を介して三連式ギヤポンプ１の第４入出力口Ｐ４にも供給される。 Further, in this parallel operation mode, since the flow rate control valve 10 is set to the closed state, the differential pressure acting on the check valve 9 is relatively small. That is, in the parallel operation mode, the check valve 9 is in a conductive state. Therefore, a part of the low-pressure liquid supplied from the liquid supply source to the inflow pipe 2 is supplied not only to the first input/output port P1 of the triple gear pump 1, but also to the first connection pipe 4, the check valve 9, and the fifth connection pipe. 8 to the fourth input/output port P4 of the triple gear pump 1.

そして、第４入出力口Ｐ４に供給さた低圧液体は、第２ギヤ１ｃ及び第３ギヤ１ｄが図示する方向に回転することによって、第２流体昇圧部Ｓ２で昇圧され高圧液体として第２入出力口Ｐ２及び第３入出力口Ｐ３に吐出される。この第２入出力口Ｐ２の高圧液体は、流出配管３を介して液体需要先に供給される。第３入出力口Ｐ３の高圧液体は、第３接続配管６及び第４接続配管７を介して流出配管３に流れることにより液体需要先に供給される。 The low-pressure liquid supplied to the fourth input/output port P4 is pressurized in the second fluid booster S2 by rotating the second gear 1c and the third gear 1d in the direction shown in the figure, and is inputted as a high-pressure liquid into the second fluid. It is discharged to the output port P2 and the third input/output port P3. The high-pressure liquid at the second input/output port P2 is supplied to a liquid demand destination via the outflow pipe 3. The high-pressure liquid at the third input/output port P3 flows into the outflow pipe 3 via the third connection pipe 6 and the fourth connection pipe 7, thereby being supplied to the liquid demand destination.

このように並列運転モードは、被昇圧液体の流れ方向つまり流入配管２から流出配管３に向かう方向において、三連式ギヤポンプ１に設けられた第１、第２流体昇圧部Ｓ１、Ｓ２が並列接続された状態となる。すなわち、並列運転モードでは、第１流体昇圧部Ｓ１で昇圧された高圧液体と第２流体昇圧部Ｓ２で昇圧された高圧液体とが三連式ギヤポンプ１から吐出される。したがって、この並列運転モードでは、第１流体昇圧部Ｓ１の吐出量の約２倍の流量の高圧液体が液体需要先に供給される。 In this way, in the parallel operation mode, the first and second fluid pressurizing parts S1 and S2 provided in the triple gear pump 1 are connected in parallel in the flow direction of the pressurized liquid, that is, in the direction from the inflow pipe 2 to the outflow pipe 3. The state will be as follows. That is, in the parallel operation mode, the high-pressure liquid pressurized in the first fluid pressure-boosting section S1 and the high-pressure liquid pressurized in the second fluid pressure-boosting section S2 are discharged from the triple gear pump 1. Therefore, in this parallel operation mode, high-pressure liquid with a flow rate approximately twice the discharge amount of the first fluid pressure booster S1 is supplied to the liquid demand destination.

一方、直列運転モードでは、流入配管２から第１入出力口Ｐ１に供給された低圧液体は、第１流体昇圧部Ｓ１で昇圧されて高圧液体として第２入出力口Ｐ２及び第３入出力口Ｐ３に吐出される。そして、この第２入出力口Ｐ２の高圧液体は、流出配管３を介して液体需要先に供給される。第３入出力口Ｐ３の高圧液体は、第４接続配管７及び流出配管３を介して液体需要先に供給される。 On the other hand, in the series operation mode, the low-pressure liquid supplied from the inflow pipe 2 to the first input/output port P1 is pressurized in the first fluid pressure booster S1 and converted into high-pressure liquid to the second input/output port P2 and the third input/output port. It is discharged to P3. The high-pressure liquid at the second input/output port P2 is then supplied to the liquid demand destination via the outflow pipe 3. The high-pressure liquid at the third input/output port P3 is supplied to the liquid demand destination via the fourth connection pipe 7 and the outflow pipe 3.

しかし、この直列運転モードでは、流量調節弁１０が開状態に設定されているので、初期状態において第３入出力口Ｐ３の高圧液体の一部が流量調節弁１０を介して逆止弁９の第２入出力口に供給される。すなわち、直列運転モードでは、逆止弁９に作用する差圧が比較的大きくなるので、逆止弁９が非道通状態となる。 However, in this series operation mode, since the flow rate control valve 10 is set to the open state, a part of the high pressure liquid at the third input/output port P3 passes through the flow rate control valve 10 to the check valve 9 in the initial state. It is supplied to the second input/output port. That is, in the series operation mode, the differential pressure acting on the check valve 9 becomes relatively large, so the check valve 9 enters a non-circular state.

この結果、第３入出力口Ｐ３に吐出される高圧液体の一部は、流量調節弁１０に加え、第５接続配管８を介して第２入出力口Ｐ２に供給される。そして、この高圧液体は、第２流体昇圧部Ｓ２を介して第２入出力口Ｐ２に吐出される。そして、上記高圧液体は、流出配管３に流れて液体需要先に供給される。 As a result, a part of the high-pressure liquid discharged to the third input/output port P3 is supplied to the second input/output port P2 via the fifth connection pipe 8 in addition to the flow control valve 10. This high-pressure liquid is then discharged to the second input/output port P2 via the second fluid pressure booster S2. The high-pressure liquid then flows into the outflow pipe 3 and is supplied to the liquid demand destination.

このような直列運転モードでは、被昇圧液体の流れ方向つまり流入配管２から流出配管３に向かう方向において、三連式ギヤポンプ１の第１、第２流体昇圧部Ｓ１、Ｓ２が直列接続された状態となる。すなわち、直列運転モードでは、第１流体昇圧部Ｓ１で昇圧された高圧液体が三連式ギヤポンプ１から吐出される。 In such a series operation mode, the first and second fluid pressurizing parts S1 and S2 of the triple gear pump 1 are connected in series in the flow direction of the pressurized liquid, that is, in the direction from the inflow pipe 2 to the outflow pipe 3. becomes. That is, in the series operation mode, the high-pressure liquid pressurized by the first fluid pressurization section S1 is discharged from the triple gear pump 1.

ここで、並列運転モードにおける第２回転軸１ｆ（駆動軸）に着目すると、図２Ａに示すように第２ギヤ１ｃに作用する被昇圧液体の圧力が周方向においてバランスしており、これによって第２回転軸１ｆ（駆動軸）に作用するラジアル荷重が相殺されている。 Here, if we pay attention to the second rotating shaft 1f (drive shaft) in the parallel operation mode, as shown in FIG. 2A, the pressure of the pressurized liquid acting on the second gear 1c is balanced in the circumferential direction. The radial loads acting on the two rotation shafts 1f (drive shafts) are offset.

すなわち、第２回転軸１ｆ（駆動軸）を回転自在に支持する第２軸受１ｉには、第２回転軸１ｆから作用するラジアル荷重（ラジアル負荷）が比較的小さい。したがって、この第２軸受１ｉは、第２回転軸１ｆから作用する負荷が比較的小さいので、潤滑剤として高負荷用の高圧液体を必要としない。 That is, the radial load (radial load) that acts from the second rotation shaft 1f on the second bearing 1i that rotatably supports the second rotation shaft 1f (drive shaft) is relatively small. Therefore, since the second bearing 1i receives a relatively small load from the second rotating shaft 1f, it does not require high-pressure liquid for high loads as a lubricant.

このような本実施形態に係る多連式ギヤポンプ及びポンプシステムでは、第２回転軸１ｆ（駆動軸）及び第２軸受１ｉに作用する比較的小さなラジアル負荷を考慮することにより、第２軸受１ｉが低圧液体が流れる第４入出力口Ｐ４に接続されている。すなわち、本実施形態では、第２軸受１ｉにおいて高圧液体を潤滑剤として消費しないので、第２軸受１ｉの負荷能力を確保しつつ、高圧液体を潤滑剤として消費することによる容量効率の低下を従来よりも抑制することが可能である。 In the multiple gear pump and pump system according to the present embodiment, the second bearing 1i is controlled by taking into consideration the relatively small radial load acting on the second rotating shaft 1f (drive shaft) and the second bearing 1i. It is connected to the fourth input/output port P4 through which low-pressure liquid flows. That is, in this embodiment, the high-pressure liquid is not consumed as a lubricant in the second bearing 1i, so while the load capacity of the second bearing 1i is secured, the decrease in capacity efficiency due to the consumption of high-pressure liquid as a lubricant can be avoided compared to the conventional method. It is possible to suppress the

なお、第２回転軸１ｆ（駆動軸）以外の第１回転軸１ｅについては、図２Ａに示すように第１ギヤ１ｂに作用する被昇圧液体の圧力が周方向においてアンバランスであり、ラジアル負荷が比較的大きいが、第１ギヤ１ｂにおいて被昇圧液体の圧力が比較的低圧な領域つまり第１軸受１ｈにおいて第１入出力口Ｐ１の近傍領域に第２入出力口Ｐ２から高圧液体が供給される。したがって、第１軸受１ｈについてはラジアル負荷に十分に対応することが可能である。 Regarding the first rotating shaft 1e other than the second rotating shaft 1f (drive shaft), as shown in FIG. 2A, the pressure of the pressurized liquid acting on the first gear 1b is unbalanced in the circumferential direction, and the radial load is is relatively large, but the high-pressure liquid is supplied from the second input/output port P2 to an area where the pressure of the pressurized liquid is relatively low in the first gear 1b, that is, an area near the first input/output port P1 in the first bearing 1h. Ru. Therefore, the first bearing 1h can sufficiently cope with the radial load.

また、第３回転軸１ｇについては、第１回転軸１ｅと同様に第３ギヤ１ｄに作用する被昇圧液体の圧力が周方向においてアンバランスであり、ラジアル負荷が比較的大きいが、第３ギヤ１ｄにおいて被昇圧液体の圧力が比較的低圧な領域つまり第３軸受１ｊにおいて第４入出力口Ｐ４の近傍領域に第３入出力口Ｐ３から高圧液体が供給される。したがって、第３軸受１ｊについてもラジアル負荷に十分に対応することが可能である。 Regarding the third rotating shaft 1g, the pressure of the pressurized liquid acting on the third gear 1d is unbalanced in the circumferential direction as in the first rotating shaft 1e, and the radial load is relatively large. 1d, high-pressure liquid is supplied from the third input/output port P3 to a region where the pressure of the pressurized liquid is relatively low, that is, a region near the fourth input/output port P4 in the third bearing 1j. Therefore, the third bearing 1j can also sufficiently cope with the radial load.

一方、直列運転モードでは、図２Ｂに示すように、第２ギヤ１ｃに作用する被昇圧液体の圧力が周方向においてアンバランスである。したがって、第２回転軸１ｆを支持する第２軸受１ｉに作用するラジアル荷重が比較的大きい。これに対して、第２軸受１ｉは、高圧液体が流れる第４入出力口Ｐ４に接続されており、また第２ギヤ１ｃに作用する被昇圧液体の圧力が比較的低い第１入出力口Ｐ１の近傍領域に第４入出力口Ｐ４から高圧液体が供給される。したがって、第２軸受１ｉは、ラジアル負荷に十分に対応することが可能である。 On the other hand, in the series operation mode, as shown in FIG. 2B, the pressure of the pressurized liquid acting on the second gear 1c is unbalanced in the circumferential direction. Therefore, the radial load acting on the second bearing 1i that supports the second rotating shaft 1f is relatively large. On the other hand, the second bearing 1i is connected to the fourth input/output port P4 through which high-pressure liquid flows, and the first input/output port P1 where the pressure of the pressurized liquid acting on the second gear 1c is relatively low. High-pressure liquid is supplied from the fourth input/output port P4 to the vicinity of the area. Therefore, the second bearing 1i can sufficiently cope with the radial load.

ここで、第４入出力口Ｐ４は、並列運転モードつまり第１流体昇圧部Ｓ１及び第２流体昇圧部Ｓ２の接続関係が並列接続の場合に低圧側となり、直列運転モードつまり第１流体昇圧部Ｓ１及び第２流体昇圧部Ｓ２の接続関係が直列接続の場合には高圧側となる液体入出力口である。本実施形態では、並列運転モード及び直列運転モードという２つの運転モードを切換流路で切り替える関係で、第４入出力口Ｐ４から第２回転軸１ｆ（駆動軸）を支持する第２軸受１ｉに被昇圧液体（潤滑剤）を供給する。 Here, the fourth input/output port P4 is on the low pressure side in the parallel operation mode, that is, when the connection relationship of the first fluid booster S1 and the second fluid booster S2 is parallel connection, and in the series operation mode, that is, the first fluid booster When S1 and the second fluid pressure booster S2 are connected in series, this is a liquid input/output port on the high pressure side. In the present embodiment, the connection between the fourth input/output port P4 and the second bearing 1i that supports the second rotary shaft 1f (drive shaft) is switched between two operating modes, a parallel operating mode and a series operating mode, using a switching flow path. Supply pressurized liquid (lubricant).

また、第１回転軸１ｅについては、図２Ｂに示すように第１ギヤ１ｂに作用する被昇圧液体の圧力が周方向においてアンバランスであり、ラジアル負荷が比較的大きい。しかし、このような第１回転軸１ｅを支持する第１軸受１ｈには、第１ギヤ１ｂに作用する被昇圧液体の圧力が比較的低圧な第１入出力口Ｐ１の近傍領域に第２入出力口Ｐ２から高圧液体が供給される。したがって、第１軸受１ｈは、ラジアル負荷に十分に対応することが可能である。 Further, regarding the first rotating shaft 1e, as shown in FIG. 2B, the pressure of the pressurized liquid acting on the first gear 1b is unbalanced in the circumferential direction, and the radial load is relatively large. However, in the first bearing 1h that supports the first rotating shaft 1e, there is a second input in a region near the first input/output port P1 where the pressure of the pressurized liquid acting on the first gear 1b is relatively low. High pressure liquid is supplied from the output port P2. Therefore, the first bearing 1h can sufficiently cope with the radial load.

さらに、第３回転軸１ｇについては、第３ギヤ１ｄに作用する被昇圧液体の圧力が周方向においてバランスしており、ラジアル負荷が比較的小さい。このような第３回転軸１ｇを支持する第３軸受１ｊについては、高圧液体の第３入出力口Ｐ３から高圧液体の第４入出力口Ｐ４の近傍領域に接続されているので、高圧液体を潤滑剤として消費しないで、ラジアル負荷に十分に対応することが可能である。 Furthermore, regarding the third rotating shaft 1g, the pressure of the pressurized liquid acting on the third gear 1d is balanced in the circumferential direction, and the radial load is relatively small. The third bearing 1j that supports the third rotating shaft 1g is connected from the third high-pressure liquid input/output port P3 to the vicinity of the fourth high-pressure liquid input/output port P4, so that the high-pressure liquid cannot be It is possible to sufficiently respond to radial loads without consuming it as a lubricant.

本実施形態によれば、並列運転モードにおいて第２軸受１ｉに高圧液体を潤滑剤として供給しない、つまり第２軸受１ｉにおいて高圧液体を消費しないので、第１軸受１ｈ及び第３軸受１ｊでのみ高圧液体を消費する。したがって、本実施形態によれば、第１～第３軸受１ｈ～１ｊの負荷能力を確保しつつ、並列運転モードにおける容量効率の低下を従来よりも抑制することが可能である。 According to this embodiment, high pressure liquid is not supplied as a lubricant to the second bearing 1i in the parallel operation mode, that is, high pressure liquid is not consumed in the second bearing 1i, so that high pressure is applied only to the first bearing 1h and the third bearing 1j. Consume liquid. Therefore, according to the present embodiment, while ensuring the load capacity of the first to third bearings 1h to 1j, it is possible to suppress a decrease in capacity efficiency in the parallel operation mode more than before.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、切換流路を設けることによって並列運転モードと直列運転モードとを切り換えたが、本発明はこれに限定されない。例えば、並列運転モードあるいは直列運転モードのいずれか一方に固定された動作モードとなるように三連式ギヤポンプ１の外部流路を形成してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the parallel operation mode and the series operation mode are switched by providing a switching flow path, but the present invention is not limited to this. For example, the external flow path of the triple gear pump 1 may be formed so that the operation mode is fixed to either the parallel operation mode or the series operation mode.

（２）上記実施形態では、並列運転モードと直列運転モードとで低圧液体から高圧液体に変化する三連式ギヤポンプ１の入出力口つまり第４入出力口Ｐ４を第２軸受１ｉに接続したが、本発明はこれに限定されない。例えば並列運転モードのみで動作させる場合には、第４入出力口Ｐ４と同様に低圧液体が流れる第１入出力口Ｐ１を第２軸受１ｉに接続してもよい。 (2) In the above embodiment, the input/output port, that is, the fourth input/output port P4 of the triple gear pump 1, which changes from low pressure liquid to high pressure liquid in the parallel operation mode and the series operation mode, is connected to the second bearing 1i. However, the present invention is not limited thereto. For example, when operating only in the parallel operation mode, the first input/output port P1 through which low-pressure liquid flows may be connected to the second bearing 1i similarly to the fourth input/output port P4.

（３）上記実施形態では、三連式ギヤポンプ１を採用したが、本発明はこれに限定されない。本発明は連数がさらに多い多連式ギヤポンプ、例えば五連式ギヤポンプにも採用することが可能である。すなわち、本願発明における回転軸、軸受及びギヤの個数は３個以上、つまり本願発明における流体昇圧部の数は２以上であってもよい。 (3) Although the triple gear pump 1 is used in the above embodiment, the present invention is not limited thereto. The present invention can also be applied to a multiple gear pump having a larger number of units, for example, a five unit gear pump. That is, the number of rotating shafts, bearings, and gears in the present invention may be three or more, that is, the number of fluid pressure increasing parts in the present invention may be two or more.

１ 三連式ギヤポンプ（多連式ギヤポンプ）
１ａ ケーシング
１ｂ 第１ギヤ
１ｃ 第２ギヤ
１ｄ 第３ギヤ
１ｅ 第１回転軸
１ｆ 第２回転軸
１ｇ 第３回転軸
１ｈ 第１軸受
１ｉ 第２軸受
１ｊ 第３軸受
２ 流入配管
３ 流出配管
４ 第１接続配管
５ 第２接続配管
６ 第３接続配管
７ 第４接続配管
８ 第５接続配管
９ 逆止弁
１０ 流量調節弁
Ｐ１ 第１入出力口（液体入出力口）
Ｐ２ 第２入出力口（液体入出力口）
Ｐ３ 第３入出力口（液体入出力口）
Ｐ４ 第４入出力口（液体入出力口）
Ｓ１ 第１流体昇圧部
Ｓ２ 第２流体昇圧部

 1 Triple gear pump (multiple gear pump)
1a Casing 1b First gear 1c Second gear 1d Third gear 1e First rotating shaft 1f Second rotating shaft 1g Third rotating shaft 1h First bearing 1i Second bearing 1j Third bearing 2 Inflow pipe 3 Outflow pipe 4 First Connection pipe 5 Second connection pipe 6 Third connection pipe 7 Fourth connection pipe 8 Fifth connection pipe 9 Check valve 10 Flow control valve P1 First input/output port (liquid input/output port)
P2 2nd input/output port (liquid input/output port)
P3 3rd input/output port (liquid input/output port)
P4 4th input/output port (liquid input/output port)
S1 First fluid pressure booster S2 Second fluid booster

Claims (3)

互いに平行関係となるように配列し、当該配列の端に位置しないものが駆動軸である３個以上の回転軸と、
当該回転軸を各々支持する３個以上の軸受と、
前記回転軸に各々装着され、一列に連なって噛み合うことにより２以上の流体昇圧部を形成する３個以上のギヤとを備え、
前記駆動軸の前記軸受は、前記流体昇圧部に連通する一対の液体入出力口のうち、低圧側に接続され、前記流体昇圧部の流体が潤滑剤として供給される多連式ギヤポンプと、
前記流体昇圧部の接続関係を並列接続あるいは直列接続に切り換える切換流路とを備え、
前記駆動軸の前記軸受は、前記流体昇圧部が前記並列接続の場合に前記低圧側に接続され、前記流体昇圧部が前記直列接続の場合には前記低圧側に代えて高圧側となる前記液体入出力口と接続されて前記潤滑剤が供給されることを特徴とするポンプシステム。 three or more rotating shafts that are arranged in parallel with each other, and the shaft that is not located at the end of the arrangement is a drive shaft;
three or more bearings each supporting the rotating shaft;
three or more gears each mounted on the rotating shaft and forming two or more fluid pressure increasing parts by meshing in a row,
The bearing of the drive shaft is connected to a low pressure side of a pair of liquid input/output ports communicating with the fluid booster, and a multiple gear pump is supplied with fluid from the fluid booster as a lubricant;
comprising a switching flow path for switching the connection relationship of the fluid booster to parallel connection or series connection,
The bearing of the drive shaft is connected to the low pressure side when the fluid pressure boosting parts are connected in parallel, and is connected to the high pressure side instead of the low pressure side when the fluid pressure boosting parts are connected in series. A pump system characterized in that the lubricant is supplied by being connected to an input/output port. 前記軸受は、静圧パッドを備えるすべり軸受であることを特徴とする請求項１に記載のポンプシステム。 2. The pump system of claim 1, wherein the bearing is a plain bearing with hydrostatic pads. 前記回転軸、前記軸受及び前記ギヤの個数は３個であることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプシステム。 The pump system according to claim 1 or 2, wherein the number of the rotating shaft, the bearing, and the gear is three.
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