JP2002021766A - ポンプ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外ケーシング内の構造を複雑にすることな
く、多様なポンプ形態を実現するとともに、外ケーシン
グの一般外径を大きくせずに、流路面積を確保し、小形
なポンプを実現する。 【構成】 モータ固定子１３の外周部に環状空間４０を
設けたキャンドモータポンプにおいて、モータ軸の一端
に羽根車８Ａ，８Ｂを設け、モータ軸の他端には羽根車
８Ａ，８Ｂと吸込口の向きが逆の羽根車８Ｃ，８Ｄを設
け、環状空間４０はモータ軸の一端の羽根車８Ａ，８Ｂ
で昇圧された取扱液をモータ軸の他端の羽根車８Ｃ，８
Ｄに導く流路として作用するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポンプあるいはモー
タを内蔵する外ケーシングを備えたポンプ組立体に係
り、特に通常の多段ポンプ又はバランス型の多段ポンプ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ポンプあるいはモータを内蔵
する外ケーシングを備えたポンプ組立体は知られてい
る。例えば、特開平６−１０８９０号に示されるよう
に、板金製の外ケーシングにてモータポンプを内包した
全周流型ポンプがある。

【０００３】この種のポンプの外ケーシングは、その内
面に取扱液を保持するとともにポンプおよびモータを内
蔵することでこれらを保護している。また内面にシール
用部材を設けることによって、吐出圧力側の液が吸込圧
力側にもれないようにしている。これらの構造は単純な
流れのポンプにとっては極めて好適なものである。つま
り、外ケーシング内に導かれた取扱液が外ケーシングか
ら吐出されるまでの間に、主たる流れは外ケーシング内
面を同一方向に流れるだけである。従って、圧力損失を
伴わず良好な効率を維持することができる。また、外ケ
ーシングが単純形状となるため、板金材をプレス成形し
て製作する上でも都合のよいものであった。

【０００４】しかしながら、取扱液を常に外ケーシング
の内面にのみ保持することにこだわるあまり、結果的に
は多様な構造展開への可能性を否定することになってい
た。例えば、バランス型の多段ポンプを設ける際に、外
ケーシング内にて前段から後段への流路を形成しようと
する場合、非常に複雑な構造となり、実質的に製品化で
きないという問題があった。またバランス型ではない通
常のポンプにおいても、全周流型の立型多段ポンプを構
成する場合、取扱液が十分にモータを冷却した後に、下
部の外ケーシングから吐出されるようにするためには、
モータの外側に大きな流路面積を有した環状流路が必要
となり、外ケーシングの外径を大きくする必要があり、
無駄であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
に鑑み、下記内容を達成することを目的としている。 （１）外ケーシング内の構造を複雑にすることなく、多
様なポンプ形態（例えば、バランス型の多段ポンプ）を
実現する。 （２）外ケーシングの一般外径を大きくせずに、流路面
積を確保し、小形なポンプを実現する。 （３）モータ軸とポンプ軸を共通にした全周流型のキャ
ンドモータポンプにて、小水量・高揚程を達成できる多
段ポンプを実現する。 （４）バランス型多段ポンプにおけるラジアル荷重の簡
便な相殺方法を実現する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め本発明は、モータ固定子の外周部に環状空間を設けた
キャンドモータポンプにおいて、モータ軸の一端に羽根
車を設け、モータ軸の他端には前記羽根車と吸込口の向
きが逆の羽根車を設け、前記環状空間はモータ軸の一端
の羽根車で昇圧された取扱液をモータ軸の他端の羽根車
に導く流路として作用するように構成したことを特徴と
するものである。また本発明は、モータ軸の一端に羽根
車を設け、モータ軸の他端には前記羽根車と吸込口の向
きが逆の羽根車を設け、モータ軸の一端の羽根車で昇圧
された取扱液をモータ軸の他端の羽根車に導くように構
成し、周波数変換器によりモータを４０００ｒｐｍ以上
の回転数で駆動するようにしたことを特徴とするもので
ある。また本発明は、複数の羽根車のうち他の羽根車と
羽根車吸込口が逆向きの羽根車を少なくとも１ヶ設け、
軸推力を減少させるように構成した多段ポンプにおい
て、相反する向きに設けた２ヶの羽根車に対応するシン
グルボリュートを各々設け、且つ２つのボリュートの巻
き始め又は巻き終わりを略１８０°対称に位置させるこ
とにより、ラジアル方向の荷重を相殺するように構成し
たことを特徴とするものである。

【０００７】本発明によれば、モータの固定子外周部に
設けられたモータフレーム外胴との間に環状空間を形成
する外ケーシングＡと、外ケーシングＡの軸方向端部の
うち少なくとも一方に設けられる外ケーシングＢとを具
備することにより、全体を全周流型ポンプにまとめるこ
とで、静音化が可能となるばかりでなく周波数変換器等
を用いてポンプを高速回転した場合にも、騒音値を低く
抑えることができる。又、外ケーシングＡとＢに分割し
ており、配管の都合によって連通管をＡ又はＢのいずれ
かの外ケーシングに設ければ良いので、使い勝手に合わ
せて対応が可能である。

【０００８】また、本発明は外ケーシングの外面上に連
通管を設けている。外ケーシングは一般に内・外面同一
材質である場合が多い。この際内面ばかりでなく外面に
取扱液が接触しても何らの問題も生じないので、外ケー
シングの外面を一部利用して連通管を設けることで、材
料の節減および小形化が可能となる。

【０００９】さらに本発明の１態様におけるように、外
ケーシングを板金製とし、連通管を外ケーシングに溶接
する方法が最も好適である。つまり、板金製の外ケーシ
ングには強度があっても剛性が不十分の場合があるた
め、振動等の不具合を生じ易いが、連通管を溶接するこ
とで剛性が向上し、上記不具合を回避できる。又、製造
上の都合からも連通管なしの外ケーシングに穴あけ・溶
接を加えるだけで、製作できるため、生産性がよい。

【００１０】また本発明において、複数段ポンプの上段
側から下段側へ取扱液を導く連通管を設けることで、バ
ランス型の多段ポンプを製作できる。

【００１１】また本発明において、逆向きの軸スラスト
を発生する羽根車を設けることで、全体の軸スラストを
軽減することができる。

【００１２】また本発明の１態様では、モータの両軸端
にそれぞれ吸込口が逆の羽根車を設けている。これによ
って、モータの両軸端に羽根車を分配できるため、片方
の軸端に付く羽根車の数を減らすことができる。従っ
て、軸受から軸端までのオーバーハングが減り、機械的
な安定性が増す。

【００１３】また本発明において、モータにキャンドモ
ータを使用することで、本発明は更に好適なものとな
る。すなわち、軸封装置が不要なため、多段ポンプによ
る高い圧力が発生しても、外ケーシングの外に取扱液が
もれることはない。

【００１４】また本発明においては、多段の羽根車の全
段数合計の吐出圧がモータのキャンに作用しないように
構成している。キャンドモータの耐圧はその構造上、固
定子キャンの強度によっておおむね左右される。本発明
では、羽根車最終段の吐出圧、すなわち、全段数合計の
吐出圧が上記キャンに作用することを回避している。例
えば、図１及び図３に示す実施例においては、４段中の
２段分の吐出圧がキャンに作用するのみであり、図４に
示す実施例においては、いずれの羽根車の吐出圧もキャ
ンに作用することはない。このように羽根車の配列を工
夫することで、高い圧力のポンプであってもキャンドモ
ータにて駆動することが可能となる。

【００１５】また本発明において、吸込口の向きの異な
る２つの羽根車に対応するシングルボリュートを各々に
設け、且つ両方のボリュートを軸心に対して１８０°対
称位置に設けることによって、ラジアル荷重を相殺でき
る。この際、シングルボリュートを用いる理由は、図４
の実施例において連通管と吐出管を１８０°対称位置に
設けた場合にガイドベーンを用いるよりも、都合良く流
れを連通管又は吐出管に導くことができるためである。

【００１６】また本発明において、２つのボリュートを
一体に成形すれば、確実に１８０°対称にでき、位置合
わせ不良等によるラジアル荷重の発生を防ぐことができ
る。この際、２つのボリュートを貫通する軸穴部に軸封
装置を設けることで、コンパクトにもれを防ぐことがで
きる。

【００１７】また本発明の１態様においては、片吸込複
数段ポンプ部を備えたポンプ組立体において、羽根車の
中に羽根車吸込口が逆向きの羽根車が少なくとも１つ設
けられている。多段ポンプはその段数に比例して揚程が
増加するわけであるが、吸込口の向きが同一の羽根車を
単純に増加させると、軸推力も段数に比例して増加して
しまう。従って、スラスト軸受の容量は考えられる範囲
の最大段数を目安に決定せざるを得ない。

【００１８】軸推力の軽減方法としては、バランスホー
ルを設ける等、多様な方式があるが、軸推力そのものを
相殺してしまう方法としては、吸込口の向きの異なる羽
根車を設ける方法が最も効果的である。このバランス型
多段ポンプを全周流型ポンプに取り入れたものは従来無
かった。

【００１９】全周流型ポンプは、その構造上、周波数変
換器等を使用して高速回転させ、装置を小形化する上で
好適である。すなわち、高速回転に伴う騒音・振動を取
扱液によって吸収・減衰させることができる（尚、ここ
で言う高速回転とは４０００rpm以上のことを云う）。

【００２０】一方、スラスト軸受はＰＶ値（摺動面圧×
摺動速度）によって、設計諸元が決定される。高速回転
においては、摺動速度は高い値となるため、摺動面圧を
下げる必要がある。つまり軸推力を軽減させる必要があ
る。この観点から、全周流型ポンプにて、バランス型の
多段ポンプを製作することは非常に有意義と言える。

【００２１】本発明において、特に板金製のモータフレ
ーム外胴を使用する場合には、その外面に加わる圧力が
不均一であると歪が内部にまでおよび不都合である。従
って、モータフレーム外胴と外ケーシングＡとの間には
環状空間を形成し、環状空間内の圧力はほぼ同一となる
ようにすることが望ましい。

【００２２】また本発明の１態様において、図１及び図
３に示すとおり、モータの回転子の両端部の圧力が略同
一になるように構成している。もし、上記圧力が異なる
場合には回転子端面に作用する圧力差によって軸推力が
発生し、バランス型多段ポンプの有効性を阻害してしま
う。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポンプ組立体
の一実施例を図１及び図２を参照して説明する。図１は
本発明のポンプ組立体の縦断面図、図２は図１のII−II
線断面図である。図１及び図２に示されるポンプ組立体
は立型多段ポンプとして構成されている。立型多段ポン
プはポンプケーシング１内の中央にキャンドモータ６を
備えており、このキャンドモータ６の主軸７の両軸端
に、軸方向外方に開口した吸込部を有する羽根車８Ａ，
８Ｂ，８Ｃ，８Ｄがそれぞれ固定されている。

【００２４】ポンプケーシング１は、ステンレス鋼板製
の外筒２と、この外筒２の下端にフランジ５１，５２に
よって接続されたステンレス鋼板製の吸込ケーシング３
と、外筒２の上端にフランジ５３，５４によって接続さ
れたステンレス鋼板製のカバー４とからなっている。吸
込ケーシング３には吸込ノズル５が固定されるとともに
吸込ケーシング３内には仕切壁９が固定されている。

【００２５】また吸込ケーシング３内には、羽根車８Ａ
及び８Ｂを収容する内ケーシング１０が配設されてい
る。そして、内ケーシング１０内には、それぞれライナ
リング４５，４５を保持した保持部材４６，４６と、第
１段目の羽根車８Ａから吐出された流体を第２段目の羽
根車８Ｂに導く戻り羽根４７と、第２段目の羽根車８Ｂ
から吐出された流体を半径方向から軸方向に導く案内装
置４８とが配設されている。

【００２６】一方、キャンドモータ６は、固定子１３
と、この固定子１３の外周部に嵌着されるモータフレー
ム外胴１４と、モータフレーム外胴１４の両開放端に溶
接固定されるモータフレーム側板１５，１６と、固定子
１３の内周部に嵌着され上記モータフレーム側板１５，
１６に溶接固定されるキャン１７とを備えている。また
固定子１３内に回転可能に収容されている回転子１８は
主軸７に焼き嵌め固定されている。モータフレーム外胴
１４と外筒２との間には環状流路４０が形成されてい
る。

【００２７】またキャンドモータ６のモータフレーム側
板１６にはリブ１６ａが形成されており、このリブ１６
ａに仕切壁５０が保持されている。仕切壁５０は最終段
の羽根車８Ｄの外周部を囲むようなボリュート５０ａを
有している。また仕切壁５０の上端にはインローが形成
されており、このインローに、第３段目の羽根車８Ｃを
収容する内ケーシング５５が嵌合され保持されている。
また仕切壁５０の内端には軸封装置５８が保持されてい
る。

【００２８】内ケーシング５５は円筒部材５５ａとカバ
ー５５ｂとにより略円筒容器状をなし、円筒部材５５ａ
の１側部に弾性材からなるシール部材５６が固定され、
カバー５５ｂに吸込開口５５ｃが形成されている。シー
ル部材５６によって吐出側の取扱液が吸込側に漏れるこ
とを防止している。

【００２９】前記内ケーシング５５は、カバー４に固定
されたボルト５７によって下方に押されることにより仕
切壁５０とともにモータフレーム側板１６に支持されて
いる。そして、内ケーシング５５内には、それぞれライ
ナリング４５，４５を保持した保持部材４６，４６と、
第３段目の羽根車８Ｃから吐出された流体を最終段の羽
根車８Ｄに導く戻り羽根４７とが配設されている。

【００３０】また外筒２の上部側には、２つの連通孔２
ａ，２ｂが形成されており、外筒２の外側にはこれら連
通孔２ａ，２ｂを接続する連通管６０が溶接によって固
定されている。さらに外筒２には吐出窓２ｃが形成され
ており、この吐出窓２ｃを覆うように外筒２に吐出管６
１が溶接によって固定されている。そして、吐出管６１
の下部には吐出口６１ａが形成されるとともに吐出ノズ
ル６２が固定されている。

【００３１】次に主軸の一方側にある軸受周辺部につい
て説明する。軸受ブラケット２１には、ラジアル軸受２
２と、固定側スラスト軸受２３が設けられている。ラジ
アル軸受２２の端面は、固定側スラスト摺動部材として
の機能も付与されている。固定側スラスト軸受２３に対
向して、回転側スラスト摺動部材である回転側スラスト
軸受２４が設けられている。回転側スラスト軸受２４は
スラストディスク２６に固定されている。

【００３２】前記軸受ブラケット２１はモータフレーム
側板１６に設けられたインローに弾性材からなるＯリン
グ２９を介して挿入されている。また軸受ブラケット２
１は弾性材からなるガスケット３０を介してモータフレ
ーム側板１６に当接している。なお、図中３１はラジア
ル軸受２２と摺動部を形成するスリーブである。

【００３３】次に、主軸の他方側にある軸受周辺部につ
いて説明する。軸受ブラケット３２には、ラジアル軸受
３３が設けられている。図中３４はラジアル軸受３２と
摺動部を形成するスリーブであり、スリーブ３４は座金
３５に当接し、この座金３５は羽根車８Ｂ、スリーブ４
２及び羽根車８Ａを介して主軸７の端部に設けられたネ
ジおよびナット３６によって固定されている。軸受ブラ
ケット３２は、モータフレーム側板１５に設けられたイ
ンローに弾性材からなるＯリング３７を介して挿入され
ている。そして、軸受ブラケット３２はモータフレーム
側板１５に当接している。

【００３４】次に、前述のように構成された立型多段ポ
ンプの作用を説明する。ポンプ吸込口３ａより吸い込ま
れた流体は、仕切壁９に形成された吸込開口９ａを通っ
て羽根車８Ａ，８Ｂにより昇圧される。２段目の羽根車
８Ｂから吐出された流体は、案内装置４８を経て遠心方
向から軸方向に流れ方向が転換された後、外筒２とキャ
ンドモータ６のモータフレーム１４外胴との間に形成さ
れた環状流路４０に流入し、この流路４０から外筒２の
連通孔２ａ、連通管６０及び連通孔２ｂを通って外筒２
とカバー４とで囲まれた空間に流入する。さらに流体は
羽根車８Ｃ，８Ｄにより昇圧された後、ボリュート５０
ａに案内されて吐出窓２ｃより吐出管６１に吐出され
る。吐出管６１に流入した流体は、吐出口６１ａを通っ
て吐出ノズル６２より吐出される。

【００３５】本実施例によれば、外ケーシングを構成す
る外筒２の外側に連通管６０を設けることで、羽根車８
Ａ，８Ｂで昇圧された流体を外筒２内の環状空間４０か
ら外筒２内の別の空間に導き、更に羽根車８Ｃ，８Ｄに
導くことができる。これによってバランス型の多段ポン
プを構成することができる。

【００３６】また、本実施例はモータの固定子外周部に
設けられたモータフレーム外胴１４との間に環状空間を
形成する外ケーシングＡを構成する外筒２と、外筒２の
軸方向端部のうち少なくとも一方に設けられる外ケーシ
ングＢを構成する吸込ケーシング３又はカバー４とを具
備することにより、全体を全周流型ポンプにまとめるこ
とで、静音化が可能となるばかりでなく周波数変換器等
を用いてポンプを高速回転した場合にも、騒音値を低く
抑えることができる。又、外ケーシングを外ケーシング
ＡとＢに分割しており、配管の都合によって連通管６０
をＡ又はＢのいずれかの外ケーシングに設ければ良いの
で、使い勝手に合わせて対応が可能である。

【００３７】また、本実施例は外ケーシングを構成する
外筒２の外面上に連通管６０を設けている。外筒２から
なる外ケーシングは一般に内・外面同一材質である場合
が多い。この際内面ばかりでなく外面に取扱液が接触し
ても何らの問題も生じないので、外ケーシングの外面を
一部利用して連通管を設けることで、材料の節減および
小形化が可能となる。

【００３８】さらに本実施例におけるように、外筒２か
らなる外ケーシングを板金製とし、連通管６０を外ケー
シングに溶接する方法が最も好適である。つまり、板金
製の外ケーシングには強度があっても剛性が不十分の場
合があるため、振動等の不具合を生じ易いが、連通管を
溶接することで剛性が向上し、上記不具合を回避でき
る。又、製造上の都合からも連通管なしの外ケーシング
に穴あけ・溶接を加えるだけで、製作できるため、生産
性がよい。

【００３９】また本実施例によれば、複数段ポンプの上
段側から下段側へ取扱液を導く連通管６０を設けること
で、バランス型の多段ポンプを製作できる。

【００４０】また本実施例によれば、羽根車８Ａ，８Ｂ
と羽根車８Ｃ，８Ｄとが互いに逆スラストを発生するよ
うに配設されている。このように逆向きの軸スラストを
発生する羽根車を設けることで、全体の軸スラストを軽
減することができる。

【００４１】また本実施例によれば、モータの両軸端に
それぞれ吸込口が逆の羽根車８Ａ，８Ｂと８Ｃ，８Ｄと
を設けている。これによって、モータの両軸端に羽根車
を分配できるため、図４の実施例（後述する）に比較し
て片方の軸端に付く羽根車の数を減らすことができる。
従って、軸受から軸端までのオーバーハングが減り、機
械的な安定性が増す。

【００４２】また本実施例によれば、モータにキャンド
モータ６を使用しているため、軸封装置が不要となり、
多段ポンプによる高い圧力が発生しても、外ケーシング
の外に取扱液がもれることはない。

【００４３】また本実施例においては、多段の羽根車８
Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの全段数合計の吐出圧がモータの
キャン１７に作用しないように構成している。キャンド
モータの耐圧はその構造上、固定子キャンの強度によっ
ておおむね左右される。例えば、図１及び図２に示す実
施例においては、４段中の２段分の吐出圧がキャンに作
用するのみである。このように羽根車の配列を工夫する
ことで、高い圧力のポンプであってもキャンドモータに
て駆動することが可能となる。

【００４４】また本実施例において、図１及び図２に示
すとおり、モータの回転子１８の両端部の圧力が略同一
になるように構成している。もし、上記圧力が異なる場
合には回転子端面に作用する圧力差によって軸推力が発
生し、バランス型多段ポンプの有効性を阻害してしまう
が、これを避けることができる。

【００４５】図３は本発明のポンプ組立体の第２実施例
を示す縦断面図である。図３に示されるポンプ組立体は
多段水中ポンプとして構成されている。図３において、
図１の構成要素と同一の作用又は機能を有する構成要素
には同一符号を付し説明を省略する。多段水中ポンプは
ポンプケーシング１内にキャンドモータ６を備えてお
り、このキャンドモータ６の主軸７の両軸端に、軸方向
外側に開口した吸込部を有する羽根車８Ａ，８Ｂ，８
Ｃ，８Ｄがそれぞれ固定されている。

【００４６】ポンプケーシング１は、ステンレス鋼板製
の外筒２と、この外筒２の下端にフランジ５１，５２に
よって接続されたステンレス鋼板製の吸込ケーシング３
Ａと、外筒２の上端にフランジ５３，５４によって接続
されたステンレス鋼板製の吐出ケーシング４Ａとから構
成されている。吸込ケーシング３Ａにはストレーナ３ｓ
が形成され、吐出ケーシング４Ａには吐出口４ａが形成
されている。また、吐出ケーシング４Ａには、２つの連
通孔４ｂ，４ｃが形成されており、吐出ケーシング４Ａ
の外側にはこれら連通孔４ｂ，４ｃを接続する連通管６
０Ａが溶接によって固定されている。さらに吐出ケーシ
ング４Ａには、２つの連通孔４ｄ，４ｅが形成されてお
り、吐出ケーシング４Ａの外側にはこれら連通孔４ｄ，
４ｅを接続する連通管６０Ｂが溶接によって固定されて
いる。吐出ケーシング４Ａには、シール部材６５を保持
した仕切壁６６が配設されている。その他の構成は図１
及び図２に示す実施例と同様である。

【００４７】次に、前述のように構成された多段水中ポ
ンプの作用を説明する。ストレーナ３ｓより吸い込まれ
た流体は、仕切壁９に形成された吸込開口９ａを通って
羽根車８Ａ，８Ｂにより昇圧される。２段目の羽根車８
Ｂから吐出された流体は、案内装置４８を経て遠心方向
から軸方向に流れ方向が転換された後、外筒２とキャン
ドモータ６のモータフレーム外胴１４との間に形成され
た環状流路４０に流入し、この流路４０から吐出ケーシ
ング４Ａの連通孔４ｂ、連通管６０Ａ及び連通孔４ｃを
通って仕切壁６６と内ケーシング５５とで囲まれた空間
に流入する。さらに流体は羽根車８Ｃ，８Ｄにより昇圧
された後、ボリュート５０ａに案内されて連通孔４ｄ、
連通管６０Ｂ、連通孔４ｅを通って吐出ケーシング４Ａ
と仕切壁６６との間の空間に流入し、吐出口４ａより吐
出される。

【００４８】本実施例によれば、外ケーシングを構成す
る吐出ケーシング４Ａの外側に連通管６０Ａ，６０Ｂを
設けることにより、羽根車８Ａ，８Ｂで昇圧された流体
を、外筒２及び吐出ケーシング４Ａ内の環状空間４０か
ら吐出ケーシング４Ａ内の羽根車８Ｃ，８Ｄに導き、更
に最終段羽根車８Ｄから吐出された流体を吐出ケーシン
グ４Ａの吐出口４ａに導くことができる。これによって
バランス型の多段ポンプを構成することができる。本実
施例のその他の作用効果は図１および図２に示した実施
例と同様である。

【００４９】図４及び図５は本発明のポンプ組立体の第
３実施例を示す図であり、図４はその縦断面図、図５は
図４のＶ−Ｖ線断面図である。図４及び図５に示される
ポンプ組立体は立型多段ポンプとして構成されている。
図４において、図１の構成要素と同一の作用又は機能を
有する構成要素には同一符号を付し説明を省略する。立
型多段ポンプはポンプケーシング１内にキャンドモータ
６を備えており、このキャンドモータ６の主軸７の一方
の軸端に、軸方向内方に開口した吸込部を有する羽根車
８Ａ，８Ｂと軸方向外方に開口した吸込部を有する羽根
車８Ｃ，８Ｄとがそれぞれ固定されている。

【００５０】ポンプケーシング１は、ステンレス鋼板製
の外筒２と、この外筒２の下端にフランジ５１，５２に
よって接続されたカバー３Ｂと、外筒２の上端にフラン
ジ５３，５４によって接続されたカバー４Ｂとが構成さ
れている。外筒２には吸込ノズル５が固定されている。

【００５１】また外筒２の上部側には、２つの連通孔２
ａ，２ｂが形成されており、外筒２の外側にはこれら連
通孔２ａ，２ｂを接続する連通管６０Ｃが溶接によって
固定されている。さらに外筒２には吐出窓２ｃが形成さ
れており、この吐出窓２ｃを覆うように外筒２に吐出管
６１が溶接によって固定されている。そして、吐出管６
１の下部には吐出口６１ａが形成されるとともに吐出ノ
ズル６２が固定されている。

【００５２】第２段目の羽根車８Ｂと第４段目の羽根車
８Ｄとの間には仕切壁６７が配設されている。仕切壁６
７には、図４及び図５に示すように相反する向きに設け
た２個の羽根車８Ｂ，８Ｄに対応するシングルボリュー
ト６７ａ（図５において実線で示す）及び６７ｂ（図５
において破線で示す）が形成されている。２つのボリュ
ート６７ａ，６７ｂの巻き始め及び／又は巻き終わりは
略１８０゜対称に位置している。仕切壁６７の内端には
軸封装置５８が保持されている。

【００５３】またキャンドモータ６のモータフレーム側
板１６には、リブ１６ａが形成されており、このリブ１
６ａには、第１段目の羽根車８Ａを収容するシール部材
６８を保持した円筒状の内ケーシング６９が保持されて
いる。また仕切壁６７の上端には第３段目の羽根車８Ｃ
を収容する内ケーシング７０が保持されている。内ケー
シング７０は円筒部材７０ａとカバー７０ｂとにより略
円筒容器状をなし、円筒部材７０ａの１側部に弾性材か
らなるシール部材７１が固定され、カバー７０ｂに吸込
開口７０ｃが形成されている。

【００５４】各羽根車８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの吸込口
にはライナリング４５が配置されこのライナリング４５
は保持部材４６により保持されている。また第１段目羽
根車８Ａと第３段目羽根車８Ｃの後流側には戻り羽根４
７が配設されている。その他の構成は図１及び図２に示
す実施例と同様である。

【００５５】次に、前述のように構成された多段ポンプ
の作用を説明する。吸込ノズル５を経て外筒２の吸込口
２ｄより吸い込まれた流体は、環状流路４０を通ってモ
ータフレーム側板１６と保持部材４６との間の流路を通
って第１段目の羽根車８Ａ内に流入する。そして、羽根
車８Ａ，８Ｂによって昇圧された流体は、ボリュート６
７ａに案内されて連通孔２ａ，連通管６０Ｃ、連通孔２
ｂを通ってカバー４Ｂと内ケーシング７０とで囲まれた
空間に流入する。さらに流体は羽根車８Ｃ，８Ｄにより
昇圧された後、ボリュート６７ｂに案内されて吐出窓２
ｃを通って吐出管６１内に流入し、吐出管６１の吐出口
６１ａより吐出される。

【００５６】本実施例によれば、外ケーシングを構成す
る外筒２の外側に連通管６０Ｃを設けることにより、羽
根車８Ａ，８Ｂで昇圧された流体を外筒２内の空間から
外筒２内の別の空間に導き、更に羽根車８Ｃ，８Ｄに導
くことができる。これによってバランス型の多段ポンプ
を構成することができる。また本実施例においては、い
ずれの羽根車の吐出圧もキャン１７に作用することはな
く、高い圧力のポンプであってもキャンドモータにて駆
動することが可能となる。

【００５７】また本実施例において、吸込口の向きの異
なる２つの羽根車８Ｂ，８Ｄに対応するシングルボリュ
ート６７ａ，６７ｂを各々に設け、且つ両方のボリュー
トを軸心に対して１８０°対称位置に設けることによっ
て、ラジアル荷重を相殺できる。この際、シングルボリ
ュートを用いる理由は、図４及び図５の実施例において
連通管６０Ｃと吐出管６１を１８０°対称位置に設けた
場合にガイドベーンを用いるよりも、都合良く流れを連
通管６０Ｃ又は吐出管６１に導くことができるためであ
る。

【００５８】また本実施例において、２つのボリュート
６７ａ，６７ｂを一体に成形すれば、確実に１８０°対
称にでき、位置合わせ不良等によるラジアル荷重の発生
を防ぐことができる。この際、２つのボリュート６７
ａ，６７ｂを貫通する軸穴部に軸封装置５８を設けるこ
とで、コンパクトにもれを防ぐことができる。本実施例
のその他の作用効果は図１および図２に示した実施例と
同様である。

【００５９】図６は本発明のポンプ組立体の第４実施例
を示す縦断面図である。図６に示されるポンプ組立体は
片吸込多段ポンプとして構成されている。図６におい
て、図１の構成要素と同一の作用又は機能を有する構成
要素には同一符号を付し説明を省略する。片吸込多段ポ
ンプはポンプケーシング１内にキャンドモータ６を備え
ており、このキャンドモータ６の主軸７の一方の軸端
に、軸方向外側に開口した吸込部を有する羽根車８Ａ，
８Ｂ，８Ｃ，８Ｄがそれぞれ固定されている。

【００６０】ポンプケーシング１は、ステンレス鋼板製
の外筒２と、この外筒２の下端にフランジ５１，５２に
よって接続されたステンレス鋼板製の吸込ケーシング３
と、外筒２の上端にフランジ５３，５４によって接続さ
れたステンレス鋼板製のカバー４とからなっている。吸
込ケーシング３には吸込ノズル５が固定されるとともに
吐出ノズル６２が固定されている。また吸込ケーシング
３内には仕切壁９が固定されている。

【００６１】また吸込ケーシング３内には、羽根車８Ａ
〜８Ｄを収容する内ケーシング１０Ａが配設されてい
る。そして、内ケーシング１０Ａ内には、それぞれライ
ナリング４５を保持した保持部材４６と、上段の羽根車
から吐出された流体を下段の羽根車に導く戻り羽根４７
と、最終段の羽根車８Ｄから吐出された流体を半径方向
から軸方向に導く案内装置４８とが配設されている。

【００６２】また、外筒２の上部側には複数の連通孔２
ａが形成され、下部側には複数の連通孔２ｂが形成され
ている。そして、連通孔２ａと２ｂとを接続する連通管
６０Ｄが溶接によって固定されている。その他の構成は
図１および図２に示す実施例と同様である。

【００６３】次に、前述のように構成された片吸込多段
ポンプの作用を説明する。ポンプ吸込口３ａより吸い込
まれた流体は、仕切壁９に形成された吸込開口９ａを通
って羽根車８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄにより昇圧される。
最終段の羽根車８Ｄから吐出された流体は、案内装置４
８を経て遠心方向から軸方向に流れ方向が転換された
後、外筒２とキャンドモータ６のモータフレーム外胴１
４との間に形成された環状流路４０に流入し、この流路
４０から外筒２の連通孔２ａ、連通管６０及び連通孔２
ｂを通って外筒２，吸込ケーシング３と内ケーシング１
０Ａとで囲まれた空間に流入する。さらに流体は前記空
間を通って吐出ノズル６２より吐出される。

【００６４】本実施例によれば、外ケーシングを構成す
る外筒２の外側に連通管６０Ｄを設けることにより、外
筒２とモータフレーム外胴１４との間に形成された環状
流路４０から外筒２，吸込ケーシング３と内ケーシング
１０Ａとの間に形成された空間に主流を導くことができ
る。このように、連通管６０Ｄを設けることで、外ケー
シングを構成する外筒２の一般外径を小さくできる。そ
の他の作用効果は図１および図２に示した実施例と同様
である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下に列挙する効果を奏する。 （１）外ケーシング内の構造を複雑にすることなく、多
様なポンプ形態（例えば、バランス型の多段ポンプ、一
般の多段ポンプ等）を実現することができる。 （２）外ケーシングの一般外径を大きくせずに、流路面
積を確保し、小形なポンプを実現することができる。 （３）モータ軸とポンプ軸を共通にした全周流型のキャ
ンドモータポンプにて、小水量・高揚程を達成できる多
段ポンプを実現することができる。 （４）バランス型多段ポンプにおけるラジアル荷重を簡
便に相殺することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポンプ組立体の一実施例を示す縦
断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】本発明に係るポンプ組立体の第２の実施例を示
す縦断面図である。

【図４】本発明に係るポンプ組立体の第３実施例を示す
縦断面図である。

【図５】図４のV−V線断面図である。

【図６】本発明に係るポンプ組立体の第４実施例を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１ ポンプケーシング ２ 外筒 ３，３Ａ 吸込ケーシング ４ カバー ４Ａ 吐出ケーシング ６ キャンドモータ ７ 主軸 ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 羽根車 ９ 仕切壁 １０ 内ケーシング １３ 固定子 １４ モータフレーム外胴 １５，１６ モータフレーム側板 １７ キャン １８ 回転子 ２１，３２ 軸受ブラケット ２２，２３ ラジアル軸受 ２３ 固定側スラスト軸受 ２４ 回転側スラスト軸受 ４０ 環状流路 ４５ ライナリング ４７ 戻り羽根 ４８ 案内装置 ５５ 内ケーシング ５８ 軸封装置 ６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ 連通管 ６１ 吐出管 ６７ 仕切壁 ６７ａ，６７ｂ シングルボリュート ７０ 内ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 良男 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 伊勢本 耕司 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 上井 圭太 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 宮崎 義晶 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 Ｆターム(参考） 3H034 AA01 BB01 BB06 CC01 CC03 DD01 EE03 EE10 EE12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ固定子の外周部に環状空間を設け
   たキャンドモータポンプにおいて、モータ軸の一端に羽
   根車を設け、モータ軸の他端には前記羽根車と吸込口の
   向きが逆の羽根車を設け、前記環状空間はモータ軸の一
   端の羽根車で昇圧された取扱液をモータ軸の他端の羽根
   車に導く流路として作用するように構成したことを特徴
   とする全周流型キャンドモータポンプ。
2. 【請求項２】 モータ軸の一端に羽根車を設け、モータ
   軸の他端には前記羽根車と吸込口の向きが逆の羽根車を
   設け、モータ軸の一端の羽根車で昇圧された取扱液をモ
   ータ軸の他端の羽根車に導くように構成し、周波数変換
   器によりモータを４０００ｒｐｍ以上の回転数で駆動す
   るようにしたことを特徴とする多段キャンドモータポン
   プ。
3. 【請求項３】 複数の羽根車のうち他の羽根車と羽根車
   吸込口が逆向きの羽根車を少なくとも１ヶ設け、軸推力
   を減少させるように構成した多段ポンプにおいて、相反
   する向きに設けた２ヶの羽根車に対応するシングルボリ
   ュートを各々設け、且つ２つのボリュートの巻き始め又
   は巻き終わりを略１８０°対称に位置させることによ
   り、ラジアル方向の荷重を相殺するように構成したこと
   を特徴とするポンプ組立体。