JP2020172909A - Rotary machine and component of the same - Google Patents
Rotary machine and component of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020172909A JP2020172909A JP2019076188A JP2019076188A JP2020172909A JP 2020172909 A JP2020172909 A JP 2020172909A JP 2019076188 A JP2019076188 A JP 2019076188A JP 2019076188 A JP2019076188 A JP 2019076188A JP 2020172909 A JP2020172909 A JP 2020172909A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casing
- peripheral surface
- liner ring
- liquid
- rotary
- 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.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 49
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 80
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 11
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 101710141544 Allatotropin-related peptide Proteins 0.000 description 1
- 238000010560 atom transfer radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methyl-cyclopentane Natural products CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転式機械およびその部品に関する。 The present invention relates to a rotary machine and its parts.
送液ポンプなどの回転式機械は、例えば、回転軸と、ライナーリング、ブッシュ、バランスディスク、バランスピストンなどの部品と、これらを収容するケーシングとを備える。前記部品は、例えば、ケーシング内において液の流れを抑制するように配置される。 A rotary machine such as a liquid feed pump includes, for example, a rotary shaft, parts such as a liner ring, a bush, a balance disc, and a balance piston, and a casing for accommodating them. The parts are arranged, for example, in the casing so as to suppress the flow of liquid.
前記回転式機械では、ライナーリング等の部品と回転軸等との隙間を狭くすると、液の漏れ流れを少なくすることができる。しかし、前記隙間が狭くなると、前記部品の摩耗が大きくなる懸念があった。そのため、液の漏れ流れを少なくし、かつ前記部品の摩耗を少なくすることは容易でなかった。 In the rotary machine, if the gap between the parts such as the liner ring and the rotating shaft is narrowed, the leakage flow of the liquid can be reduced. However, if the gap is narrowed, there is a concern that the wear of the parts will increase. Therefore, it has not been easy to reduce the leakage flow of the liquid and reduce the wear of the parts.
本発明の一態様は、ケーシング内の液の漏れ流れを抑制し、かつ部品の摩耗を少なくできる回転式機械およびその部品を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide a rotary machine and its parts that can suppress the leakage flow of liquid in the casing and reduce the wear of parts.
本発明の一態様は、回転軸を有する回転構造体と、前記回転構造体を収容するケーシングと、前記回転構造体と前記ケーシングとの間における液の流れを制限する部品と、を備え、前記回転構造体と前記ケーシングのうち少なくとも一方は、前記部品に対面する対面領域を有し、前記部品と前記対面領域のうち少なくとも一方に、ポリマーブラシ層が形成されている回転式機械を提供する。 One aspect of the present invention comprises a rotating structure having a rotating shaft, a casing accommodating the rotating structure, and a component that restricts the flow of liquid between the rotating structure and the casing. Provided is a rotary machine in which at least one of the rotating structure and the casing has a facing region facing the component, and a polymer brush layer is formed in at least one of the component and the facing region.
前記部品は、前記回転構造体または前記ケーシングに固定されていてよい。 The component may be fixed to the rotating structure or the casing.
前記部品は、前記回転構造体および前記ケーシングに対して非固定であってもよい。 The component may be non-fixed to the rotating structure and the casing.
前記回転構造体は、前記回転軸とともに回転することにより液を送出する送液機構をさらに備え、前記送液機構は、回転に伴って遠心力により前記液を送出する羽根車であることが好ましい。 The rotating structure further includes a liquid feeding mechanism that delivers the liquid by rotating with the rotating shaft, and the liquid feeding mechanism is preferably an impeller that delivers the liquid by centrifugal force as it rotates. ..
本発明の他の態様は、回転軸を有する回転構造体と、前記回転構造体を収容するケーシングと、を備えた回転式機械に用いられ、前記回転構造体と前記ケーシングとの隙間における前記液の流れを制限するように設置され、前記回転構造体と前記ケーシングのうち少なくとも一方に対面する領域の少なくとも一部にポリマーブラシ層が形成されている部品を提供する。 Another aspect of the present invention is used in a rotary machine including a rotating structure having a rotating shaft and a casing accommodating the rotating structure, and the liquid in a gap between the rotating structure and the casing. Provided is a component that is installed to restrict the flow of a polymer brush layer and has a polymer brush layer formed in at least a part of a region facing at least one of the rotating structure and the casing.
本発明のさらに他の態様は、第1構造体と、前記第1構造体に対して相対的に回転する第2構造体と、を備え、前記第1構造体および前記第2構造体は、互いに対面する対面領域を有し、前記第1構造体および前記第2構造体の前記対面領域のうち少なくとも一方に、ポリマーブラシ層が形成されている回転式機械を提供する。 Yet another aspect of the present invention comprises a first structure and a second structure that rotates relative to the first structure, wherein the first structure and the second structure are: Provided is a rotary machine having facing regions facing each other and having a polymer brush layer formed in at least one of the facing regions of the first structure and the second structure.
本発明の一態様によれば、ケーシング内の液の漏れ流れを抑制し、かつ部品の摩耗を少なくできる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress the leakage flow of liquid in the casing and reduce the wear of parts.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態の回転式機械(回転式装置)である遠心ポンプ100の構成図である。以下、図1における左方を前方Fとし、右方を後方Rとして、構成要素の位置関係を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a
図1に示すように、遠心ポンプ100は、回転軸1と、複数の羽根車2と、ポンプケーシング3と、複数のライナーリング4とを備える。回転軸1は前後方向に延在し、後端が電動機(図示略)に接続されている。回転軸1と羽根車2とを回転構造体10と総称する。C1は回転軸1の中心軸である。遠心ポンプ100は、複数の羽根車2が多段に設けられた多段遠心ポンプである。
As shown in FIG. 1, the
羽根車2(送液機構)は、前シュラウド5と、後シュラウド6と、羽根7とを備える。前シュラウド5は、円板状の本体部8と、本体部8から前方に延出する筒状の入口部9とを備える。
複数の羽根車2は、前後に間隔をおいて、回転軸1に多段に取り付けられている。複数の羽根車2のうち最も前に位置する羽根車2を第1羽根車2Aという。第1羽根車2Aの入口部9を第1入口部9Aという。
The impeller 2 (liquid feeding mechanism) includes a
The plurality of
複数の羽根車2のうち前から2つめの羽根車2を第2羽根車2Bという。第2羽根車2Bは、第1羽根車2Aの後方に設けられている。第2羽根車2Bの入口部9を第2入口部9Bという。羽根車2(2A,2B)は、ポンプケーシング3(詳しくは内ケーシング12)に収容されている。羽根車2は、電動機(図示略)により回転軸1とともに回転駆動される。
The
ポンプケーシング3(ケーシング)は、外ケーシング11と、内ケーシング12と、複数のガイドベーン13と、複数の側板14とを備える。
外ケーシング11は、外壁21と、前壁22と、導入筒部23と、フランジ部24とを備える。外壁21は、筒状に形成されている。前壁22は、外壁21の前端に設けられている。前壁22の中央には、導入口22aが形成されている。導入筒部23は、導入口22aの内周縁から前方に延出する。導入筒部23の内部空間は、液Lの流路となる。フランジ部24は、導入筒部23の前端から外方に延出する。
The pump casing 3 (casing) includes an
The
内ケーシング12は、筒状の外壁31と、前壁32と、第1後方延出部33と、中間壁34と、第2後方延出部35とを備える。外壁31は、筒状に形成されている。前壁32は、外壁31の前端に設けられている。前壁32の中央には、開口32aが形成されている。第1後方延出部33は筒状とされ、開口32aの内周縁から後方に延出する。第1後方延出部33の内周面は、第1羽根車2Aの入口部9の外周面9aと対向する。第1後方延出部33の内径は、第1羽根車2Aの入口部9の外径より大きい。
The
中間壁34は、前壁32の後方に、前壁32から離間して設けられている。中間壁34の中央には、開口34aが形成されている。第2後方延出部35は筒状とされ、開口34aの内周縁から後方に延出する。第2後方延出部35の内周面は、第2羽根車2Bの入口部9の外周面9bと対向する。第2後方延出部35の内径は、第2羽根車2Bの入口部9の外径より大きい。
The
複数のガイドベーン13のうち第1ガイドベーン13Aは、前壁32の後面から後方に延出する外壁部37と、外壁部37の後端から回転軸1に近づく方向に延出する後壁部38とを備える。第1ガイドベーン13Aは、第1羽根車2Aの少なくとも一部を囲む。後壁部38の後方には、第1戻し通路41が確保されている。
Of the plurality of
複数のガイドベーン13のうち第2ガイドベーン13Bは、中間壁34の後面から延出する外壁部39と、外壁部39の後端から回転軸1に近づく方向に延出する後壁部40とを備える。第2ガイドベーン13Bは、第2羽根車2Bの少なくとも一部を囲む。後壁部40の後方には、第2戻し通路42が確保されている。
Of the plurality of
複数の側板14のうち第1側板14Aは、前壁32の前面に設けられている。複数の側板14のうち第2側板14Bは、中間壁34の前面に設けられている。
内ケーシング12、複数のガイドベーン13、および複数の側板14は、外ケーシング11に収容されている。
Of the plurality of
The
ライナーリング4(シール部材)は、円環状に形成されている。ライナーリング4の断面形状は、例えば矩形状である。ライナーリング4には回転軸1が挿通している。ライナーリング4は、遠心ポンプ100の部品である。
複数のライナーリング4のうち第1ライナーリング4Aは、第1後方延出部33の内周面と、第1入口部9Aの外周面9aとの間に設けられている。そのため、第1ライナーリング4Aは、第1後方延出部33と第1入口部9Aとの間における液Lの前方流れを制限し得る。
第1ライナーリング4Aの外周面は、第1後方延出部33の内周面に固定されている。第1入口部9Aの外周面9aは、第1ライナーリング4Aの内周面4aに対面する対面領域である。
The liner ring 4 (seal member) is formed in an annular shape. The cross-sectional shape of the
Of the plurality of liner rings 4, the
The outer peripheral surface of the
複数のライナーリング4のうち第2ライナーリング4Bは、第2後方延出部35の内周面と、第2入口部9Bの外周面9bとの間に設けられている。そのため、第2ライナーリング4Bは、第2後方延出部35と第2入口部9Bとの間における液Lの前方流れを制限し得る。
第2ライナーリング4Bの外周面は、第2後方延出部35の内周面に固定されている。第2入口部9Bの外周面9bは、第2ライナーリング4Bの内周面4bに対面する対面領域である。
Of the plurality of liner rings 4, the
The outer peripheral surface of the
図1および図2に示すように、ライナーリング4の内周面4a,4bには、ポリマーブラシ層50が形成されている。「ポリマーブラシ」とは基材表面(内周面4a,4b)に対して交差する方向(例えば、基材表面に対して垂直な方向)に延びた複数のポリマー鎖の集合体で構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図3は、ポリマーブラシ層50の一例の模式図である。ポリマーブラシ層50は、例えば、ライナーリング4の内周面4aに結合した複数の高分子グラフト鎖51によって構成されている。複数の高分子グラフト鎖51は、内周面4aに対して交差する方向(例えば、内周面4aに対してほぼ垂直な方向)であって、内周面4aから離れる方向(図3における上方)に延出する。
FIG. 3 is a schematic view of an example of the
ポリマーブラシ層50は、例えば、基材表面(ライナーリング4の内周面4a,4b)に、表面開始リビングラジカル重合法により高分子グラフト鎖を導入し、次いで、液体物質で膨潤させることにより形成することができる。
表面開始リビングラジカル重合法は、高分子グラフト鎖の起点となる基材表面に、重合開始基を導入し、この重合開始基を始点として、リビングラジカル重合を行うことで、高分子グラフト鎖を形成する手法である(例えば、特開2009−59659号公報、特開2010−218984号公報を参照)。
The
In the surface-initiated living radical polymerization method, a polymer graft chain is formed by introducing a polymerization initiator group into the surface of a substrate which is the starting point of the polymer graft chain and performing living radical polymerization starting from this polymerization initiator group. (See, for example, JP-A-2009-59659 and JP-A-2010-218984).
高分子グラフト鎖を形成するためのモノマーとしては、イオン性の解離基を有するモノマー、例えば、イオン性の解離基と反応性二重結合基とを有するモノマーを用いることが好ましい。イオン性の解離基を有するモノマーを用いると、イオン性の解離基を有する高分子グラフト鎖が得られる。イオン性の解離基を有するモノマーを用いることによって、摺動面の摩擦係数を低減できる。 As the monomer for forming the polymer graft chain, it is preferable to use a monomer having an ionic dissociation group, for example, a monomer having an ionic dissociation group and a reactive double bond group. When a monomer having an ionic dissociation group is used, a polymer graft chain having an ionic dissociation group can be obtained. By using a monomer having an ionic dissociative group, the coefficient of friction of the sliding surface can be reduced.
基材表面に重合開始基を導入する方法としては、特に限定されないが、重合開始剤を溶剤に溶解あるいは分散することで、重合開始剤溶液を調製し、調製した重合開始剤溶液中に基材を浸漬する方法などが挙げられる。 The method for introducing the polymerization initiator group into the surface of the base material is not particularly limited, but a polymerization initiator solution is prepared by dissolving or dispersing the polymerization initiator in a solvent, and the base material is added to the prepared polymerization initiator solution. Examples include a method of immersing the solvent.
重合開始剤としては、特に限定されないが、基材に結合可能な基と、ラジカル発生基とを有する化合物が好ましく、例えば、TEMPO系、ATRP系、RAFT系、RTCP系の重合開始剤を用いることができる。基材に結合可能な基としては、たとえば、−SiCl3、−Si(CH3)Cl2、−Si(CH3) 2Cl、−Si(OR)3(これらの式中、Rはメチル、エチル、プロピルまたはブチルを示す。)などが挙げられる。 The polymerization initiator is not particularly limited, but a compound having a group capable of binding to a substrate and a radical generating group is preferable, and for example, a TEMPO-based, ATRP-based, RAFT-based, or RTCP-based polymerization initiator is used. Can be done. Examples of groups that can be bonded to the base material include -SiCl 3 , -Si (CH 3 ) Cl 2 , -Si (CH 3 ) 2Cl, and -Si (OR) 3 (in these formulas, R is methyl, ethyl. , Propyl or butyl.)
上述した重合開始剤を用いて、基材表面に重合開始基を導入し、次いで、重合開始基を導入した基材を、上述したモノマーを含有する重合反応溶液に浸漬し、必要に応じて加熱することで、基材表面に、重合単位として上述したモノマーを含有する高分子グラフト鎖を形成することができる。 A polymerization initiator is introduced onto the surface of the substrate using the above-mentioned polymerization initiator, and then the substrate into which the polymerization initiator is introduced is immersed in a polymerization reaction solution containing the above-mentioned monomer and heated as necessary. By doing so, a polymer graft chain containing the above-mentioned monomer as a polymerization unit can be formed on the surface of the substrate.
次に、遠心ポンプ100の動作について説明する。
図1に示すように、電動機(図示略)を稼働させると、回転軸1とともに羽根車2(2A,2B)は中心軸C1周りに回転する。導入筒部23から取り込まれた液Lは、第1羽根車2Aに導入され、第1羽根車2Aで昇圧されて第1戻し通路41に送出される。第1戻し通路41内の液Lは、第2羽根車2Bに導入され、第2羽根車2Bで昇圧されて第2戻し通路42に送出される。このように、液Lは、複数の羽根車2によって順次送出され、吐出口(図示略)から外部に吐出される。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, when the electric motor (not shown) is operated, the impellers 2 (2A, 2B) rotate around the central shaft C1 together with the rotating shaft 1. The liquid L taken in from the
液Lの一部は、漏れ流れにより前段に戻る可能性がある。例えば、第1羽根車2Aによって昇圧した液Lの一部は、第1ライナーリング4Aの内周面4aと、第1入口部9Aの外周面9aとの隙間を通って前方に流れる可能性がある。第2羽根車2Bによって昇圧した液Lの一部は、第2ライナーリング4Bの内周面4bと、第2入口部9Bの外周面9bとの隙間を通って前方に流れる可能性がある。
A part of the liquid L may return to the previous stage due to the leakage flow. For example, a part of the liquid L boosted by the
遠心ポンプ100では、ライナーリング4の内周面4a,4bにポリマーブラシ層50が形成されているため、入口部9の外周面9a,9bに対するライナーリング4の摩擦を低減できる。そのため、ライナーリング4と入口部9との隙間を狭く設定できる。ライナーリング4と入口部9との隙間の狭小化により、この隙間における液Lの流れを制限できる。よって、遠心ポンプ100では、ライナーリング4および入口部9の摩耗を抑制し、かつ、液Lの漏れ流れを低減することができる。
In the
図4は、図2に示すライナーリング4の変形例を備えた遠心ポンプ200の構成図である。以下、図1および図2に示す遠心ポンプ100との共通構成については同じ符号を付して説明を省略する。
遠心ポンプ200は、ライナーリング204(部品)が内ケーシング12(後方延出部33,35。図1参照)に固定されていないこと以外は、図1に示す遠心ポンプ100と同様の構成である。
ライナーリング204は、内ケーシング12(後方延出部33,35。図1参照)および入口部9のいずれにも非固定である。すなわち、ライナーリング204は、内ケーシング12および入口部9に固定されていないタイプ(フローティングタイプ)のライナーリングである。後方延出部33,35の内周面は、ライナーリング204に対面する対面領域である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a
The
The
ライナーリング204は、内周面204aだけでなく、外周面204cにもポリマーブラシ層50が形成されている。
In the
遠心ポンプ200では、ライナーリング4の内周面204aおよび外周面204cにポリマーブラシ層50が形成されているため、入口部9の外周面、および後方延出部33,35(図1参照)の内周面に対するライナーリング204の摩擦を低減できる。そのため、ライナーリング204と入口部9との隙間、および、ライナーリング204と後方延出部33,35(図1参照)との隙間を狭く設定できる。前記隙間の狭小化により、この隙間における液Lの流れを制限できる。よって、ライナーリング204、入口部9および後方延出部33,35の摩耗を抑制し、かつ、液Lの漏れ流れを低減することができる。
In the
図5は、第2実施形態の回転式機械であるポンプ300の一部の構成図である。
ポンプ300は、回転軸301と、送液機構(図示略)と、ポンプケーシング303と、ライナーリング304(部品)とを備える。回転軸301と送液機構(図示略)とを回転構造体310と総称する。
FIG. 5 is a block diagram of a part of the
The
ライナーリング304には、回転軸301が挿通している。ライナーリング304は、ポンプケーシング303の内周面に形成された凹部305に収容されている。ライナーリング304の内周面304aは、回転軸301の外周面(対面領域)に対面する。ライナーリング304の外周面304bは、凹部305の内周面(対面領域)に対面する。ライナーリング304の前面304cは、凹部305の前面(対面領域)に対面する。ライナーリング304は、回転軸301およびポンプケーシング303に固定されていない。
A
ライナーリング304の内周面304aおよび外周面304bには、ポリマーブラシ層50(図2参照)が形成される。ポリマーブラシ層は、ライナーリング304の前面304cに形成されていてもよい。
A polymer brush layer 50 (see FIG. 2) is formed on the inner
ポンプ300では、ライナーリング304の内周面304aおよび外周面304bにポリマーブラシ層が形成されているため、ライナーリング304と対面領域との間の摩擦を低減できる。そのため、ライナーリング304と対面領域との隙間を狭く設定できる。よって、ライナーリング304と対面領域との摩耗を抑制し、かつ、液Lの漏れ流れを低減することができる。
In the
本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。ポリマーブラシ層は、ライナーリングと、これに対面する対面領域のうち少なくとも一方に形成されていればよい。例えば、図1および図4に示す遠心ポンプでは、ポリマーブラシ層は、ライナーリングと対面領域のうち、ライナーリングにのみ形成されている。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. The polymer brush layer may be formed on at least one of the liner ring and the facing region facing the liner ring. For example, in the centrifugal pumps shown in FIGS. 1 and 4, the polymer brush layer is formed only on the liner ring in the region facing the liner ring.
ポリマーブラシ層の形成箇所は、ライナーリングに対面する対面領域であってもよい。対面領域は、例えば、図1に示す入口部9の外周面、後方延出部33,35の内周面などである。ポリマーブラシ層は、ライナーリングと対面領域のうち、対面領域にのみ形成されていてもよい。ポリマーブラシ層は、ライナーリングと対面領域の両方に形成されていてもよい。
The location where the polymer brush layer is formed may be a facing region facing the liner ring. The facing region is, for example, the outer peripheral surface of the
図1等に示す遠心ポンプ100では、ポリマーブラシ層50は、ライナーリング4の内周面の全域に形成されているが、ポリマーブラシ層は、ライナーリング4の内周面の一部領域にのみ形成されていてもよい。すなわち、ポリマーブラシ層は、回転構造体に対面するライナーリングの領域のうち少なくとも一部に形成されていればよい。ポリマーブラシ層が対面領域に形成される場合も、ポリマーブラシ層は対面領域の少なくとも一部に形成されていればよい。
In the
図1等に示す遠心ポンプ100では、ライナーリング4,4は、後方延出部33,35に固定されているが、ライナーリングは、羽根車の入口部の外周面に固定されていてもよい。この場合、ライナーリングは、後方延出部には固定されない。ライナーリングは、入口部に固定されているため、羽根車とともに回転する。ポリマーブラシ層は、ライナーリングの内周面と外周面のうち外周面のみに形成される。
In the
図5に示すポンプ300では、ライナーリング304は、回転軸301およびポンプケーシング303に固定されていないが、ライナーリング304は、回転軸301とポンプケーシング303のうちいずれかに固定されていてもよい。
送液機構は、回転軸とともに回転することにより液を送出することができればよい。送液機構は羽根車に限定されない。
In the
The liquid feeding mechanism may be able to deliver the liquid by rotating with the rotation shaft. The liquid feeding mechanism is not limited to the impeller.
図6は、第3実施形態の回転式機械である回転流体機械400の一部の構成図である。
回転流体機械400は、回転軸401と、メカニカルシール402と、ケーシング403と、ブッシュ404(部品)と、送液機構(図示略)とを備える。回転軸401と送液機構(図示略)とは回転構造体を構成する。ブッシュ404は、環状に形成されている。ブッシュ404には回転軸401が挿通している。ブッシュ404は、ケーシング403の内周面に形成された凹部405に収容されている。ブッシュ404の内周面404aは、回転軸401の外周面(対面領域)に対面する。ブッシュ404の外周面404bは、凹部405の内周面(対面領域)に対面する。ブッシュ404は、回転軸401とケーシング403との間に設けられているため、回転軸401とケーシング403との間の、回転軸401に沿う方向の液の流れを制限できる。
FIG. 6 is a partial configuration diagram of the rotary
The rotary
ブッシュ404の内周面404aと外周面404bの少なくとも一方には、ポリマーブラシ層50(図2参照)が形成される。ポリマーブラシ層は、内周面404aおよび外周面404bの対面領域に形成してもよい。
A polymer brush layer 50 (see FIG. 2) is formed on at least one of the inner
回転流体機械400では、ポリマーブラシ層によって、ブッシュ404と対面領域との間の摩擦を低減できる。そのため、ブッシュ404と対面領域との隙間を狭く設定できる。よって、ブッシュ404と対面領域との摩耗を抑制し、かつ、液の漏れ流れを低減することができる。
In the rotary
図7は、第4実施形態の回転式機械である多段ポンプ500の一部の構成図である。
多段ポンプ500は、回転軸501と、羽根車502と、ポンプケーシング503と、スラストバランス機構504とを備える。回転軸501と羽根車502とは回転構造体を構成する。スラストバランス機構504は、バランスディスク505(部品)と、バランスピストン506(部品)と、バランスシート507とを備えている。
FIG. 7 is a partial configuration diagram of the
The
バランスディスク505およびバランスピストン506は、回転軸501に固定されている。バランスシート507は、ポンプケーシング503に固定されている。バランスディスク505の外周面505bは、ポンプケーシング503の内周面(対面領域)に対面する。バランスピストン506の外周面506bは、ポンプケーシング503の内周面(対面領域)に対面する。バランスピストン506およびバランスシート507は、回転軸501とポンプケーシング503との間において、回転軸501に沿う方向の液の流れを制限できる。
The
バランスディスク505の外周面505bと対面領域の少なくとも一方には、ポリマーブラシ層50(図2参照)が形成される。バランスピストン506の外周面506bと対面領域の少なくとも一方には、ポリマーブラシ層50(図2参照)が形成される。
A polymer brush layer 50 (see FIG. 2) is formed on at least one of the outer
多段ポンプ500では、ポリマーブラシ層によって、バランスディスク505およびバランスピストン506と、対面領域との間の摩擦を低減できる。そのため、バランスディスク505およびバランスピストン506と、対面領域との摩耗を抑制し、かつ、液の漏れ流れを低減することができる。
In the
図8は、第5実施形態の回転式機械600の一部の構成図である。
回転式機械600は、第1構造体601と、第2構造体602とを備える。第1構造体601は、円柱状に形成されている。第2構造体602は、円筒状に形成されている。第1構造体601の中心軸と第2構造体602の中心軸は一致する。第1構造体601は、第2構造体602の内部空間603に収容されている。
FIG. 8 is a block diagram of a part of the
The
第1構造体601は、内部空間603を、第2構造体602の一端側の第1空間603Aと、他端側の第2空間603Bとに区画する。第1構造体601は、第1空間603Aから第2空間603Bへの液の流れを制限できる。
The
第1構造体601の外周面601aは、隙間604を介して第2構造体602の内周面602aに対面する対面領域である。第2構造体602の内周面602aは、隙間604を介して第1構造体601の外周面601aに対面する対面領域である。
The outer
第1構造体601と第2構造体602とは相対的に回転可能である。回転式機械600は、次の(i)〜(iii)のいずれの構成であってもよい。(i)第1構造体601は中心軸周りに回転可能であり、第2構造体602は回転しない。(ii)第1構造体601は回転せず、第2構造体602は中心軸周りに回転可能である。(iii)第1構造体601と第2構造体602のいずれも中心軸周りに回転可能である。
The
第1構造体601の外周面601aと第2構造体602の内周面602aの少なくとも一方には、ポリマーブラシ層50(図2参照)が形成される。
A polymer brush layer 50 (see FIG. 2) is formed on at least one of the outer
回転式機械600では、ポリマーブラシ層によって、第1構造体601と第2構造体602との間の摩擦を低減できる。そのため、第1構造体601および第2構造体602の摩耗を抑制し、かつ、液の漏れ流れを低減することができる。
In the
1,301,401,501…回転軸、2,502…羽根車(送液機構)、2A…第1羽根車(送液機構)、2B…第2羽根車(送液機構)、3,303,503…ポンプケーシング(ケーシング)、4,204,304…ライナーリング(部品)、9a、9b…外周面(対面領域)、10,310…回転構造体、50…ポリマーブラシ層、100,200…遠心ポンプ(回転式機械)、300…ポンプ(回転式機械)、400…回転流体機械(回転式機械)、403…ケーシング、404…ブッシュ(部品)、500…多段ポンプ、505…バランスディスク(部品)、506…バランスピストン(部品)、601…第1構造体、601a…外周面(対面領域)、602…第2構造体、602a…内周面(対面領域)。 1,301,401,501 ... Rotating shaft, 2,502 ... Impeller (liquid feeding mechanism), 2A ... First impeller (liquid feeding mechanism), 2B ... Second impeller (liquid feeding mechanism), 3,303 , 503 ... Pump casing (casing), 4,204,304 ... Liner ring (part), 9a, 9b ... Outer peripheral surface (face-to-face area), 10,310 ... Rotating structure, 50 ... Polymer brush layer, 100, 200 ... Centrifugal pump (rotary machine), 300 ... pump (rotary machine), 400 ... rotary fluid machine (rotary machine), 403 ... casing, 404 ... bush (parts), 500 ... multi-stage pump, 505 ... balance disc (parts) ), 506 ... Balance piston (part), 601 ... First structure, 601a ... Outer peripheral surface (face-to-face region), 602 ... Second structure, 602a ... Inner peripheral surface (face-to-face region).
Claims (6)
前記回転構造体を収容するケーシングと、
前記回転構造体と前記ケーシングとの間における液の流れを制限する部品と、を備え、
前記回転構造体と前記ケーシングのうち少なくとも一方は、前記部品に対面する対面領域を有し、
前記部品と前記対面領域のうち少なくとも一方に、ポリマーブラシ層が形成されている、回転式機械。 A rotating structure with a rotating shaft,
A casing that houses the rotating structure and
A component that limits the flow of liquid between the rotating structure and the casing.
At least one of the rotating structure and the casing has a facing region facing the component.
A rotary machine in which a polymer brush layer is formed on at least one of the parts and the facing region.
前記送液機構は、回転に伴って遠心力により前記液を送出する羽根車である、請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の回転式機械。 The rotating structure further includes a liquid feeding mechanism that delivers liquid by rotating with the rotating shaft.
The rotary machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid feeding mechanism is an impeller that delivers the liquid by centrifugal force as it rotates.
前記回転構造体と前記ケーシングとの隙間における前記液の流れを制限するように設置され、
前記回転構造体と前記ケーシングのうち少なくとも一方に対面する領域の少なくとも一部にポリマーブラシ層が形成されている、部品。 It is used in a rotary machine including a rotary structure having a rotary shaft and a casing for accommodating the rotary structure.
Installed to limit the flow of the liquid in the gap between the rotating structure and the casing.
A component in which a polymer brush layer is formed in at least a part of a region facing at least one of the rotating structure and the casing.
前記第1構造体および前記第2構造体は、互いに対面する対面領域を有し、
前記第1構造体および前記第2構造体の前記対面領域のうち少なくとも一方に、ポリマーブラシ層が形成されている、回転式機械。 A first structure and a second structure that rotates relative to the first structure are provided.
The first structure and the second structure have facing regions facing each other and have facing regions.
A rotary machine in which a polymer brush layer is formed in at least one of the first structure and the facing region of the second structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019076188A JP2020172909A (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Rotary machine and component of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019076188A JP2020172909A (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Rotary machine and component of the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020172909A true JP2020172909A (en) | 2020-10-22 |
Family
ID=72830899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019076188A Pending JP2020172909A (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Rotary machine and component of the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020172909A (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070160465A1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-12 | Roudnev Aleksander S | Flexible floating ring seal arrangement for rotodynamic pumps |
| JP2008267572A (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Idemitsu Kosan Co Ltd | SEALING DEVICE AND SEALING METHOD |
| JP2011057766A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Kyushu Univ | Sliding member |
| JP2012056165A (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Toyota Motor Corp | Sliding member |
| WO2012165525A1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 住友ゴム工業株式会社 | Surface-modifying method and elastic body with modified surface |
| JP2014514583A (en) * | 2011-05-09 | 2014-06-19 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | Lubrication with oil-compatible polymer brush |
| US9677560B1 (en) * | 2014-07-11 | 2017-06-13 | Summit Esp, Llc | Centrifugal pump impeller support system and apparatus |
-
2019
- 2019-04-12 JP JP2019076188A patent/JP2020172909A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070160465A1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-12 | Roudnev Aleksander S | Flexible floating ring seal arrangement for rotodynamic pumps |
| JP2008267572A (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Idemitsu Kosan Co Ltd | SEALING DEVICE AND SEALING METHOD |
| JP2011057766A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Kyushu Univ | Sliding member |
| JP2012056165A (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Toyota Motor Corp | Sliding member |
| JP2014514583A (en) * | 2011-05-09 | 2014-06-19 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | Lubrication with oil-compatible polymer brush |
| WO2012165525A1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 住友ゴム工業株式会社 | Surface-modifying method and elastic body with modified surface |
| US9677560B1 (en) * | 2014-07-11 | 2017-06-13 | Summit Esp, Llc | Centrifugal pump impeller support system and apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63277900A (en) | Propeller for centrifugal pump | |
| WO2018154931A1 (en) | Centrifugal pump | |
| JP5339565B2 (en) | Fluid machinery | |
| EP3771828A8 (en) | Multistage pump and subsea pumping arrangement | |
| JP2019035374A (en) | Centrifugal rotating machine | |
| JP5314255B2 (en) | SEALING DEVICE FOR ROTARY FLUID MACHINE AND ROTARY FLUID MACHINE | |
| KR101237143B1 (en) | Rotary Disc Pump | |
| JP2020172909A (en) | Rotary machine and component of the same | |
| JP2015178776A (en) | Centrifugal impeller and centrifugal pump including the same | |
| KR102399502B1 (en) | Multi-Type Impeller | |
| US1065732A (en) | Centrifugal pump. | |
| US20060120866A1 (en) | Centrifugal impeller and pump apparatus | |
| WO1992006301A1 (en) | Integrated centrifugal pump and motor | |
| JP2001073993A (en) | Centrifugal fluid machinery | |
| JP2004353564A (en) | Centrifugal pump | |
| JP2019190338A (en) | Self-priming pump | |
| US681581A (en) | High-pressure rotary pump. | |
| US955168A (en) | Centrifugal pump. | |
| JP2908370B2 (en) | Centrifugal multi-blade blower | |
| JP5481346B2 (en) | Centrifugal pump | |
| KR102460339B1 (en) | Impeller for leak blocking and Blower using the impeller | |
| SE461996B (en) | CLOSED LOAD WHEEL FOR PUMPS, COMPRESSORS, FLATS ETC OF CENTRIFUGAL OR HALFAXIAL TYPE | |
| US20200240434A1 (en) | Self-priming assembly for use in a multi-stage pump | |
| JP2017133450A (en) | pump | |
| JPH09126179A (en) | Regenerative pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211112 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220907 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220913 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230307 |