【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于使液氢升压的泵装置，尤其涉及具有推力平衡机构的泵装置，该推力平衡机构用于抵消对叶轮施加的轴推力。
技术介绍
1、氢被期待作为不会释放成为地球温暖化原因的二氧化碳的能源。对于氢的作为能源的用途能够举出燃料电池以及涡轮发电等。氢在常温下处于气态，由此，为了对其储藏以及运输，氢被冷却而液化。
2、液态氢在暂时储藏于储藏罐内之后，通过泵装置向发电厂和工厂等输送。泵装置是用于使液氢升压并输送至目的场所的装置。通常，对于这种用途的泵装置使用了立式的离心泵装置。这种类型的泵装置具有沿垂直方向延伸的旋转轴、固定于旋转轴的叶轮、和将旋转轴能够旋转地支承的轴承。
3、现有技术文献
4、专利文献
5、专利文献1：日本特开2007－16750号公报
6、专利文献2：日本特开2011－047301号公报
技术实现思路
1、泵装置的运转中，对于叶轮作用了吸入侧的压力和排出侧的压力。相当于该吸入侧的压力与排出侧的压力之差的轴推力对旋转轴作用，轴推力由支承旋转轴的轴承所承受。轴承浸渍于液氢中，通过液氢润滑。但是，液氢的粘性非常低，由此，轴承容易磨耗。尤其，对于立式泵，不仅上述轴推力，而且旋转体(包括旋转轴以及叶轮)的自重也对轴承施加，由此轴承容易磨耗，作为结果，轴承的寿命变短。
2、因此，如专利文献1所公开那样，为了将对轴承施加的上述轴推力抵消，泵装置有时会具有推力平衡机构。该推力平衡机构具有由高压流体充满的高压室和由低压流
3、但是，与液化天然气(lng)和液化石油气(lpg)等其他液化气体相比，液氢的密度低，难以通过叶轮的旋转而使液氢成为高压。因此，无法增大以高压室内的压力与低压室内的压力之差为起因的上述朝上的力。作为结果，由推力平衡机构产生的朝上的力不会成为充分抵消轴推力及旋转体自重的大小，较大荷载会施加于轴承。
4、另外，与液化天然气(lng)和液化石油气(lpg)等其他液化气体相比，液氢容易气化。因此，当液氢从推力平衡机构的高压室向低压室移动时，有时一部分液氢会伴随液氢的压力降低而气化，形成气泡。若这种气泡被吸入叶轮，则担心泵装置无法发挥其想实现的泵性能。而且，泵装置有时会以气泡的吸入为起因而振动。
5、因此，本专利技术提供一种泵装置，其能够将定常运转时对轴承施加的荷载实质上设为0，且能够防止液氢的气化。
6、在一个方式中，提供一种泵装置，用于将液氢升压，其中，所述泵装置具有：旋转轴；固定于所述旋转轴的多个叶轮；将所述旋转轴能够旋转地支承的轴承；收容多个所述叶轮的泵壳体；和将旋转体的自重与对多个所述叶轮作用的轴推力抵消的第1推力平衡机构以及第2推力平衡机构，其中，所述旋转体包括所述旋转轴以及多个所述叶轮，所述第2推力平衡机构具有：在内部具有低压室以及高压室的壁构造体；和配置于所述壁构造体内且配置于所述低压室与所述高压室之间的隔壁，所述泵装置具有：使多个所述叶轮中的中间级叶轮或最终级叶轮的排出侧与所述高压室连通的中间连通管路；和使与所述中间级叶轮或所述最终级叶轮相比位于上游的吸入侧叶轮的排出侧与所述低压室连通的回流管路。
7、在一个方式中，所述泵装置进一步具有止回阀，该止回阀安装于所述回流管路，仅允许液氢的从所述低压室朝向所述吸入侧叶轮的流动。
8、在一个方式中，所述泵装置进一步具有：上游侧连通管路，其使位于所述中间级叶轮或所述最终级叶轮与所述吸入侧叶轮之间的上游侧叶轮的排出侧与所述高压室连通；和止回阀，其安装于所述上游侧连通管路，仅允许液氢的从所述上游侧叶轮向所述高压室的流动。
9、在一个方式中，所述第1推力平衡机构配置于多个所述叶轮的排出侧，所述第2推力平衡机构配置于多个所述叶轮的吸入侧。
10、在一个方式中，所述泵装置进一步具有：吸入容器，其具有对所述液氢的吸入口并包围所述泵壳体；和气体释放管路，其从所述壁构造体延伸至所述吸入容器内的上部区域，所述气体释放管路的下端开口与所述低压室相比位于上方，且与所述旋转轴的外周面相对。
11、在一个方式中，所述壁构造体具有与所述旋转轴的轴向平行的内周面，所述隔壁具有与所述旋转轴的轴向平行的外周面，所述隔壁的所述外周面的整体隔着间隙而被所述壁构造体的所述内周面包围。
12、在一个方式中，所述第2推力平衡机构进一步具有位于所述低压室与所述高压室之间的平衡室，在所述隔壁与所述壁构造体之间，形成有大小随着所述旋转轴的轴向的位置而变化的可变间隙。
13、在一个方式中，所述第1推力平衡机构以及所述第2推力平衡机构配置于多个所述叶轮的排出侧。
14、在一个方式中，所述第1推力平衡机构具有：在内部具有第1低压室、第1平衡室以及第1高压室的第1壁构造体；和配置于所述第1壁构造体内且配置于所述第1低压室与所述第1平衡室之间的所述第1隔壁，在所述第1隔壁与旋转体之间，形成有大小随着所述旋转轴的轴向的位置而变化的可变间隙，其中，所述旋转体包括所述旋转轴以及多个所述叶轮。
15、在一个方式中，所述第1推力平衡机构具有：在内部具有第1低压室以及第1高压室的第1壁构造体；和配置于所述第1壁构造体内且配置于所述第1低压室与所述第1高压室之间的所述第1隔壁，在所述第1隔壁的外周面与所述第1壁构造体的内周面之间，形成有大小不根据所述旋转轴的轴向的位置而变化的径向的间隙。
16、在一个方式中，提供一种泵装置，用于使液氢升压，其中，所述泵装置具有：旋转轴；固定于所述旋转轴的多个叶轮；将所述旋转轴能够旋转地支承的轴承；收容多个所述叶轮的泵壳体；具有对所述液氢的吸入口并包围所述泵壳体的吸入容器；气体释放管路；和将旋转体的自重与对多个所述叶轮作用的轴推力抵消的推力平衡机构，其中，所述旋转体包括所述旋转轴以及多个所述叶轮，所述推力平衡机构具有：在内部具有低压室以及高压室的壁构造体；和配置于所述壁构造体内且配置于所述低压室与所述高压室之间的隔壁，所述气体释放管路从所述壁构造体延伸至所述吸入容器内的上部区域，所述气体释放管路的下端与所述低压室连通。
17、专利技术效果
18、根据本专利技术，通过第1推力平衡机构和第2推力平衡机构，能够产生大小对于抵消旋转体(包括旋转轴以及叶轮)以及轴推力而充分的力。因此，能够将对支承旋转轴的轴承施加的荷载实质上设为0。另外，根据本专利技术、第2推力平衡机构的低压室通过回流管路与吸入侧叶轮的排出侧连通，因此能够当液氢从高压室向低压室移动时防止气泡的发生。因此，气泡不会吸入叶轮，泵装置能够发挥其想实现的泵性能，能够防止以气泡的吸入为起因的振动。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种泵装置，用于将液氢升压，其中，所述泵装置具有：
2.如权利要求1所述的泵装置，其中，
3.如权利要求1所述的泵装置，其中，进一步具有：
4.如权利要求1所述的泵装置，其中，
5.如权利要求4所述的泵装置，其中，
6.如权利要求1所述的泵装置，其中，
7.如权利要求1所述的泵装置，其中，
8.如权利要求1所述的泵装置，其中，
9.如权利要求1所述的泵装置，其中，
10.如权利要求1所述的泵装置，其中，
11.一种泵装置，用于使液氢升压，其中，所述泵装置具有：
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种泵装置，用于将液氢升压，其中，所述泵装置具有：
2.如权利要求1所述的泵装置，其中，
3.如权利要求1所述的泵装置，其中，进一步具有：
4.如权利要求1所述的泵装置，其中，
5.如权利要求4所述的泵装置，其中，
6.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：本田修一郎，笠谷哲司，石见光隆，渡次圭，池田隼人，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：
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