JPH07719Y2 - pump - Google Patents
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- JPH07719Y2 JPH07719Y2 JP1986007147U JP714786U JPH07719Y2 JP H07719 Y2 JPH07719 Y2 JP H07719Y2 JP 1986007147 U JP1986007147 U JP 1986007147U JP 714786 U JP714786 U JP 714786U JP H07719 Y2 JPH07719 Y2 JP H07719Y2
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- pump
- pump shaft
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、LNG（液化天然ガス）基地等で使用されるLNG
ポンプ及び低粘度液体（液体水素、LPG、ガソリン、高
温水等）を取扱うポンプに関し、更に詳細には、この種
ポンプに発生する荷重を十分に支え、潤滑膜を確保し、
その特性により不安定振動を防止するようにしたポンプ
に関する。[Detailed description of the device] Industrial field of application The present invention is an LNG used at LNG (liquefied natural gas) terminals, etc.
Regarding pumps and pumps that handle low-viscosity liquids (liquid hydrogen, LPG, gasoline, high-temperature water, etc.), more specifically, it sufficiently supports the load generated in this type of pump and secures a lubricating film,
The present invention relates to a pump that prevents unstable vibration due to its characteristics.
従来の技術 従来のポンプの一例として、第６図に従来の典型的なLN
Gポンプの構造例を示し、これについて述べる。Conventional Technology As an example of a conventional pump, FIG. 6 shows a typical conventional LN.
An example of the structure of the G pump will be shown and described.
このポンプでは、ポンプ軸１の先端にキャビテーション
防止用のインデューサ２が付いており、羽根車３の入口
部にはウェアリング４とよばれるシールが付いている。
そして、この羽根車３と次の羽根車３との間にはポンプ
軸受５が設置されている。液はケーシング21の最下端の
吸込口22から入り、２段の羽根車３で昇圧されて吐出口
10から出てゆく。In this pump, an inducer 2 for preventing cavitation is attached to the tip of the pump shaft 1, and a seal called a wear ring 4 is attached to the inlet of the impeller 3.
A pump bearing 5 is installed between this impeller 3 and the next impeller 3. The liquid enters from the suction port 22 at the lowermost end of the casing 21, is pressurized by the two-stage impeller 3, and is discharged from the discharge port.
Get out of 10.
また、もれ防止とスラストバランスのために、バランス
ピストン６がポンプ軸１の略中央に設けられている。動
力は上部のモータロータ８から伝達される。モータロー
タ８の上下部において、ポンプ軸１はモータベアリング
７で支えられている。また、モータステータ９がケーシ
ング21に取付けられている。そして、ポンプ先端軸受11
がポンプ軸受５の補強のために時として使用される。Further, a balance piston 6 is provided substantially at the center of the pump shaft 1 for preventing leakage and for thrust balance. Power is transmitted from the upper motor rotor 8. The pump shaft 1 is supported by a motor bearing 7 above and below the motor rotor 8. The motor stator 9 is attached to the casing 21. And pump tip bearing 11
Are sometimes used to reinforce the pump bearing 5.
考案が解決しようとする課題 第６図に示す従来のポンプ構造の場合、LNG等の低粘度
液体を用いると、通常の軸受は非常に負荷容量（すべり
軸受が潤滑膜を保持しながら支えられる荷重）が小さい
ため、組立誤差やポンプ自身から発生する荷重に対し、
十分な潤滑膜を維持できず、徐々に軸受が摩耗する。軸
受が摩耗すると、軸系を支える剛性が下るため振動数低
下を招き、時として過大振動（不安定振動）が発生す
る。振動が発生すると余分な荷重が軸受にかかるため、
摩耗が増々進行し、ついに運転できなくなる。Problems to be Solved by the Invention In the case of the conventional pump structure shown in FIG. 6, when a low viscosity liquid such as LNG is used, the normal bearing has a very large load capacity (the load that can be supported while the sliding bearing holds the lubricating film). ) Is small, the assembly error and the load generated from the pump itself,
A sufficient lubrication film cannot be maintained, and the bearing gradually wears. When the bearing is worn, the rigidity supporting the shaft system is lowered, resulting in a decrease in frequency and sometimes excessive vibration (unstable vibration). When vibration occurs, an extra load is applied to the bearing,
The wear continues to increase and it becomes impossible to operate at last.
このように、軸受の負荷容量不足がトラブルの原因とな
るため、負荷容量の増大が望ましい。ところが、通常の
軸受では負荷容量は、 で決まる。As described above, since insufficient load capacity of the bearing causes trouble, it is desirable to increase the load capacity. However, the load capacity of a normal bearing is Depends on.
ここで、μ：潤滑材の粘性係数、N:回転数、R:軸の半
径、C:軸受すきま、L:軸受幅、D:軸の直径、W:軸受荷重
である。Here, μ is the viscosity coefficient of the lubricant, N is the number of revolutions, R is the radius of the shaft, C is the bearing clearance, L is the bearing width, D is the shaft diameter, and W is the bearing load.
従って、LNGポンプで使う軸受では、粘度が低いため
に、通常の油軸受の1/50程度の負荷容量しか持たない。
また、LNGポンプは温度が低いために、すきまを小さく
することが出来ないので、さらに負荷容量は小さくな
り、通常の設計の1/200程度の負荷容量しか持ち得な
い。Therefore, the bearing used in the LNG pump has a load capacity of about 1/50 of that of a normal oil bearing due to its low viscosity.
Also, since the LNG pump has a low temperature, the clearance cannot be reduced, so the load capacity is further reduced, and the load capacity can only be about 1/200 of the normal design.
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、LNGなどの低粘度液体を取扱うポンプ
に発生する荷重を十分に支え、潤滑膜を確保し、その特
性により不安定振動を防止すると共に、軸受摩耗時にも
負荷容量が大幅に低下せず、十分な荷重を支えることが
でき、ばね定数の低下も少なく、このため長期にわたり
安定した運転を続行することが可能なポンプを提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and sufficiently supports the load generated in a pump that handles a low viscosity liquid such as LNG, secures a lubricating film, and makes it unstable due to its characteristics. A pump that prevents vibrations, can support a sufficient load without significantly reducing the load capacity even when the bearing wears, and has a small decrease in spring constant, which enables stable operation for a long period of time. The purpose is to provide.
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、本考案は、LNGなどの低
粘度液体を取扱うポンプにおいて、作動流体を潤滑油と
して用いるポンプ軸の先端軸受としてポンプ高圧側から
の高圧液が導入される静圧軸受を設け、この静圧軸受は
ポンプ軸の先端を軸方向に沿って平行に囲繞する円筒形
の平らな軸受面を有し、この軸受面の中間部分には軸受
面を分断すると共にポンプ軸の周りに延びて前記高圧液
を導く環状溝を有し、この環状溝の壁はポンプ軸の軸線
に対して垂直に延びて前記軸受面に直角に連なるように
したものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a high pressure from the high pressure side of the pump as a tip bearing of a pump shaft that uses a working fluid as a lubricating oil in a pump that handles a low viscosity liquid such as LNG. A hydrostatic bearing into which liquid is introduced is provided, and this hydrostatic bearing has a cylindrical flat bearing surface that surrounds the tip of the pump shaft in parallel along the axial direction. It has an annular groove that divides the surface and extends around the pump shaft to guide the high-pressure liquid, and the wall of the annular groove extends perpendicularly to the axis of the pump shaft and is continuous with the bearing surface at a right angle. It is a thing.
作用 上記の手段によれば、ポンプ軸の先端軸受はいわゆる円
筒形静圧軸受であって、この軸受に導かれた高圧液によ
り、軸受は、大きな負荷容量とばね定数｛軸の偏心に対
する復元力の勾配（潤滑膜の作用）｝減衰定数｛軸の振
動に対する抵抗力の係数（潤滑膜の作用）｝を持つこと
ができ、ポンプに発生する荷重を十分に支え、潤滑膜を
確保出来るため、不安定振動を防止することができる。Action According to the above means, the tip bearing of the pump shaft is a so-called cylindrical hydrostatic bearing, and the high pressure liquid introduced to this bearing causes the bearing to have a large load capacity and spring constant {restoring force for eccentricity of the shaft. Gradient (the action of the lubricating film)} damping constant {coefficient of resistance to shaft vibration (the action of the lubricating film)}, which can sufficiently support the load generated in the pump and secure the lubricating film, Unstable vibration can be prevented.
また、軸受摩耗時にも負荷容量が大幅に低下せず、十分
な荷重を支えることができ、ばね定数の低下も少なく、
このため長期にわたり安定した運転を続行することが可
能となる。In addition, the load capacity does not decrease significantly even when the bearing wears, a sufficient load can be supported, and the spring constant does not decrease much,
Therefore, it becomes possible to continue stable operation for a long period of time.
実施例 以下第１図〜第５図を参照して本考案の実施例について
詳細に説明する。Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
本考案は、第１図に示すように、LNGなどの低粘度液体
を取扱うポンプにおいて、ポンプ軸１の先端を支持する
軸受、すなわちポンプ先端軸受11の改善に係るものであ
り、このポンプ先端軸受11は軸受支え14を介して設けら
れて、ポンプの高圧側である吐出口10の付近より取り出
した高圧液が給液管16を通して導入されるようになって
いる。この高圧液の圧力が十分過ぎる場合には、中間段
から高圧液を導くようにすることもできる。As shown in FIG. 1, the present invention relates to an improvement of a bearing that supports the tip of the pump shaft 1, that is, a pump tip bearing 11, in a pump that handles a low viscosity liquid such as LNG. 11 is provided via a bearing support 14 so that high-pressure liquid taken out from the vicinity of the discharge port 10 on the high-pressure side of the pump is introduced through a liquid supply pipe 16. If the pressure of the high-pressure liquid is too high, the high-pressure liquid may be introduced from the intermediate stage.
なお、第１図においてその他の構成は第６図に示した従
来例のものと同一であるので、同一の部分には同一の符
号を付して重複する説明は省略する。1 is the same as that of the conventional example shown in FIG. 6, other parts are the same as those of the conventional example shown in FIG.
第2a図及び第2b図は上記のポンプ先端軸受11の詳細を示
す。これらの図に示されるように、ポンプ先端軸受11
は、いわゆる円筒形静圧軸受であって、ポンプ軸１の先
端を軸方向に沿って平行に囲繞する円筒形の平らな軸受
面12′を有する軸受メタル12を包含する。また、軸受面
12′の中間部分には、軸受面12′を分断すると共にポン
プ軸１の周りに延びる環状溝17aが設けられている。こ
の環状溝17aの壁は、ポンプ軸１の軸線に対して垂直に
延びて軸受面12′に直角に連なっている。そして、この
環状溝17aには前述した給液管16を通して高圧液が導入
されるものであって、本実施例によれば、エルボ16′、
軸受支え14内に設けた給液通路15、支持環13に設けた環
状溝17b及び軸受メタル12に設けた複数の連通孔23を通
して環状溝17aに導入されるようになっており、これに
より高圧液がポンプ軸１と軸受面12′との間のすきまに
流れ、潤滑する。2a and 2b show details of the pump tip bearing 11 described above. As shown in these figures, pump tip bearings 11
Is a so-called cylindrical hydrostatic bearing which includes a bearing metal 12 having a cylindrical flat bearing surface 12 'which surrounds the tip of the pump shaft 1 in parallel along the axial direction. Also, the bearing surface
An annular groove 17a that divides the bearing surface 12 'and extends around the pump shaft 1 is provided in the middle portion of 12'. The wall of the annular groove 17a extends perpendicularly to the axis of the pump shaft 1 and extends at right angles to the bearing surface 12 '. The high pressure liquid is introduced into the annular groove 17a through the liquid supply pipe 16 described above. According to the present embodiment, the elbow 16 ',
It is adapted to be introduced into the annular groove 17a through the liquid supply passage 15 provided in the bearing support 14, the annular groove 17b provided in the support ring 13, and the plurality of communication holes 23 provided in the bearing metal 12, whereby high pressure is achieved. The liquid flows into the clearance between the pump shaft 1 and the bearing surface 12 'to lubricate it.
この場合、以上述べた構成の円筒形静圧軸受（ポンプ先
端軸受）11では、軸受面12′に形成した環状溝17aの壁
が該軸受面12′に連らなる角部にアール部分がないた
め、第５図の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されるよう
に、ロマルキン効果と呼ばれる復元力が生ずる。すなわ
ち、環状溝17a内の圧力をP1とし、軸受メタル12の外側
の圧力をP0とすると、この第５図の（ａ）及び（ｂ）に
点線で示すごとく、ポンプ軸１が下に動くと、流速が変
化し、入口ロスが変化して軸受内に復元力が生ずる。In this case, in the cylindrical hydrostatic bearing (pump tip bearing) 11 having the above-described configuration, the wall of the annular groove 17a formed in the bearing surface 12 'does not have a rounded portion at the corner connecting to the bearing surface 12'. Therefore, as shown in (a), (b) and (c) of FIG. 5, a restoring force called the Romalkin effect occurs. That is, assuming that the pressure inside the annular groove 17a is P 1 and the pressure outside the bearing metal 12 is P 0 , the pump shaft 1 moves downward as shown by the dotted lines in FIGS. 5 (a) and 5 (b). When it moves, the flow velocity changes, the inlet loss changes, and a restoring force is generated in the bearing.
第３図に、本考案によるポンプで用いられる円筒形静圧
軸受と従来のポンプで用いられていた軸受との軸受負荷
容量の比較を示す。第３図中、設計すきまとは、軸と軸
受が同心状態にある場合のすきまである。このすきまは
第４図に示すが、第４図中、20は最小すきま、21は潤滑
膜、22は偏心量、23は荷重を示す。FIG. 3 shows a comparison of the bearing load capacities of the cylindrical hydrostatic bearing used in the pump according to the present invention and the bearing used in the conventional pump. In FIG. 3, the design clearance includes the clearance when the shaft and the bearing are in the concentric state. This clearance is shown in FIG. 4. In FIG. 4, 20 is the minimum clearance, 21 is the lubricating film, 22 is the amount of eccentricity, and 23 is the load.
第３図から明らかなように、第１図、第2a、2b図に示し
た本考案による円筒形静圧軸受を採用することにより、
軸受の負荷容量は飛躍的に向上し、ばね定数も大きくな
る。また、同図からわかるように、軸受が仮に摩耗して
ポンプ軸と軸受メタルとのすきまが２倍になった場合で
も通常の軸受が摩耗したときのように、負荷容量が大幅
に低下せず、十分な荷重を支えることができ、ばね定数
の低下も少ないため、長期わたり安定した運転を続行す
ることが可能となる。As is apparent from FIG. 3, by adopting the cylindrical hydrostatic bearing according to the present invention shown in FIGS. 1, 2a and 2b,
The load capacity of the bearing is dramatically improved and the spring constant is also increased. Also, as can be seen from the figure, even if the bearing is temporarily worn and the clearance between the pump shaft and the bearing metal is doubled, the load capacity does not decrease significantly as with normal bearing wear. Since a sufficient load can be supported and the spring constant does not decrease much, it is possible to continue stable operation over a long period of time.
考案の効果 以上述べたように、本考案によれば、LNGなどの低粘度
液体を取扱うポンプにおいて、作動流体を潤滑油として
用いるポンプ軸の先端軸受としてポンプ高圧側からの高
圧液が導入される円筒形静圧軸受を用いることにより、
LNGなどの低粘度液体を取扱うポンプに発生する荷重を
十分に支え、潤滑膜を確保し、その特性により不安定振
動を防止すると共に、軸受摩耗時にも負荷容量が大幅に
低下せず、十分な荷重を支えることができ、ばね定数の
低下も少なく、このため長期にわたり安定した運転を続
行することが可能となるという効果を奏する。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, in a pump that handles low-viscosity liquids such as LNG, high-pressure liquid from the pump high-pressure side is introduced as the tip bearing of the pump shaft that uses the working fluid as lubricating oil. By using a cylindrical hydrostatic bearing,
A pump that handles low-viscosity liquids such as LNG sufficiently supports the load, secures a lubricating film, prevents unstable vibration due to its characteristics, and does not significantly reduce the load capacity even when the bearing wears. The load can be supported, and the spring constant does not decrease so much. Therefore, it is possible to continue stable operation for a long period of time.
第１図は本考案によるポンプの一実施例を示す全体の縦
断面図、第2a図は第１図中のポンプ先端軸受部分を拡大
して詳細に示す縦断面図、第2b図はその横断面図、第３
図は本考案によるポンプで用いられる円筒形静圧軸受と
従来のポンプで用いられている軸受との軸受負荷容量の
比較を示す図、第４図はポンプ軸と軸受メタルとの間の
すきま及び潤滑膜を示す説明図、第５図（ａ）、（ｂ）
及び（ｃ）は円筒形静圧軸受にて復元力が生じる原理を
説明するための図、第６図は従来のポンプを示す全体の
縦断面図である。 １……ポンプ軸、２……インデューザ、３……羽根車、
４……ウェアリング、５……ポンプ軸受、６……バラン
スピストン、７……モータベアリング、８……モータロ
ータ、９……モータステータ、10……吐出口、11……ポ
ンプ先端軸受（円筒形静圧軸受）、12……軸受メタル、
12′……軸受面、13……支持環、14……軸受支え、15…
…給液通路、16……給液層、16′……エルボ、17a,17b
……環状溝、21……ケーシング、22……吸込口、23……
連通孔。FIG. 1 is an overall vertical cross-sectional view showing an embodiment of the pump according to the present invention, FIG. 2a is a vertical cross-sectional view showing an enlarged detail of a pump tip bearing portion in FIG. 1, and FIG. Floor plan, third
The figure shows a comparison of the bearing load capacities of the cylindrical hydrostatic bearing used in the pump according to the present invention and the bearing used in the conventional pump. FIG. 4 shows the clearance between the pump shaft and the bearing metal. Explanatory drawing showing a lubricating film, FIG. 5 (a), (b)
And (c) are views for explaining the principle of the restoring force generated in the cylindrical hydrostatic bearing, and FIG. 6 is an overall vertical cross-sectional view showing a conventional pump. 1 ... Pump shaft, 2 ... Inducer, 3 ... Impeller,
4 ... Wearing, 5 ... Pump bearing, 6 ... Balance piston, 7 ... Motor bearing, 8 ... Motor rotor, 9 ... Motor stator, 10 ... Discharge port, 11 ... Pump tip bearing (cylindrical type) Hydrostatic bearing), 12 ... Bearing metal,
12 '... Bearing surface, 13 ... Support ring, 14 ... Bearing support, 15 ...
... Liquid supply passage, 16 ... Liquid supply layer, 16 '... Elbow, 17a, 17b
…… Annular groove, 21 …… Casing, 22 …… Suction port, 23 ……
Communication hole.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 川上 孝 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−192997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−65597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−103021（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−6924（ＪＰ，Ｂ１) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takashi Kawakami 2-1 1-1 Niihama, Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Plant (56) Reference JP-A-58-192997 (JP, A) Special Kai 59-65597 (JP, A) JP-A-59-103021 (JP, A) JP-B 46-6924 (JP, B1)
Claims (1)
いて、作動流体を潤滑油として用いるポンプ軸の先端軸
受としてポンプ高圧側からの高圧液が導入される静圧軸
受を設け、この静圧軸受はポンプ軸の先端を軸方向に沿
って平行に囲繞する円筒形の平らな軸受面を有し、この
軸受面の中間部分には軸受面を分断すると共にポンプ軸
の周りに延びて前記高圧液を導く環状溝を有し、この環
状溝の壁はポンプ軸の軸線に対して垂直に延びて前記軸
受面に直角に連なることを特徴とするポンプ。In a pump for handling low-viscosity liquid such as LNG, a hydrostatic bearing into which high-pressure liquid from the pump high-pressure side is introduced is provided as a tip bearing of a pump shaft using a working fluid as lubricating oil. Has a cylindrical flat bearing surface that surrounds the tip of the pump shaft in parallel along the axial direction, and divides the bearing surface in the middle of this bearing surface and extends around the pump shaft to extend the high pressure liquid. And a wall of the annular groove extending perpendicularly to the axis of the pump shaft and connected to the bearing surface at a right angle.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1986007147U JPH07719Y2 (en) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | pump |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1986007147U JPH07719Y2 (en) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | pump |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS62119497U JPS62119497U (en) | 1987-07-29 |
| JPH07719Y2 true JPH07719Y2 (en) | 1995-01-11 |
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ID=30790331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1986007147U Expired - Lifetime JPH07719Y2 (en) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | pump |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (2)
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1986
- 1986-01-23 JP JP1986007147U patent/JPH07719Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS62119497U (en) | 1987-07-29 |
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