JP2006170219A - モータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】メカニカルシール、キャンドモータポンプ、マグネットポンプの３つの形態を視野に入れ、各々の機能向上を図りながら、全体の生産性を高めることができる新たなポンプ構造の確立を目指す。
【解決手段】モータ４１と、吸込部４Ａａをモータ４１側に向けて取付けられる羽根車４Ａ，４Ｂと、モータ４１と羽根車４Ａの間に設けられるメカニカルシール４６と、ポンプ吐出側の取扱液の一部をメカニカルシール４６の摺動面に導く機構を設け、同時に取扱液の一部を羽根車４Ａの吸込部４Ａａに導くようにして自吸機能を付与した。
【選択図】 図７

Description

本発明はモータポンプに係り、特にキャンドモータポンプ、メカニカルシール型ポンプ、マグネット駆動型ポンプを包含するモータポンプに関し、特にこれらのポンプの総合的な機能向上と生産性の向上に関するものである。

ポンプの一般的な軸封構造（装置）としては、グランドパッキンやメカニカルシールが知られている。又、軸封部の無いポンプとしてキャンドモータポンプとマグネット（駆動型）ポンプが知られている。
これらは、各々長所・短所を持ち合わせているため、用途に応じて使い分けされている。
ところが、これらのポンプは同時に製品開発された訳ではないため、各々の形態を合理的に製品化できる共通のポンプ構造の確立には至っていなかった。
即ち、グランドパッキンで確立した旧来の構造を基にして、メカニカルシール型ポンプ、キャンドモータポンプ、マグネットポンプへと展開されてきたため、個々の形態においては無駄・無理が少なからず存在した。この点を以下に詳述する。

（１）キャンドモータポンプ
従来のキャンドモータポンプは、ロータ室に取扱液の一部を取り込み、滑り軸受の潤滑を行うようにしたものが多い。
図１０は従来のキャンドモータの一例を示す断面図を示す。図１０において、符号１０１は主軸であり、主軸１０１の一端には羽根車１０２が固定されている。羽根車１０２を収容するポンプケーシング１０３にはモータ１０４のモータフレーム１０５が接続されている。モータフレーム１０５内にはモータ固定子１０６が収容され、モータ固定子１０６の内周側にはキャン１０７が設けられている。主軸１０１にはモータ回転子１０８が固定されている。

図１０に示すキャンドモータポンプは、取扱い液中に気体が混入した場合や、キャビテーション等によって気体が発生した場合、モータ回転子１０８を収容するロータ室１１０に空気溜まりが生じ易い。空気溜まりは、主軸１０１を支承する滑り軸受１１１，１１２の潤滑を阻害し、軸受の破損や寿命低下の要因となる。特に問題となるのは、モータ１０４が上側となるように立軸に据え付けた場合である。このとき、空気溜まりは、ロータ室１１０の上部に形成され易くなる。従って、ロータ室の上部側にある軸受がはじめに潤滑不良を生じることとなる。
図１０に示すポンプは主軸１０１に穴１０１ａを設けて、ロータ室上部に溜まった空気を羽根車１０２の吸込側へ吸引することでこの問題を解決している。

図１１は従来のキャンドモータの他の例を示す断面図である。図１１において、符号１２１は主軸であり、主軸１２１の一端には羽根車１２２が固定されている。羽根車１２２を収容するポンプケーシング１２３にはモータ１２４のモータフレーム１２５が接続されている。モータフレーム１２５内にはモータ固定子１２６が収容され、モータ固定子１２６の内周側にはキャン１２７が設けられている。主軸１２１には回転子１２８が固定されている。主軸１２１を支承する軸受１２９は羽根車１２２とモータ回転子１２８との間に設けられている。

図１１に示すポンプにおいては、主軸１２１に穴１２１ａを設けると同時に、モータ回転子１２８を収容するロータ室１３０の上部側には、軸受を設けない構造となっており、軸受の潤滑にとっては図１０に示すポンプよりも優れている。
ところが、図１１に示すポンプは羽根車１２２の背面とモータ回転子１２８の間に軸受１２９を収容するため、軸受の軸方向寸法に制約を受けてしまう。即ち、この種の軸受に加わる軸受荷重（半径方向荷重）は、軸受の軸方向長さが長い程（あるいは２ヶの軸受の間隔が大きい程）小さくなるが、図１１に示すポンプで軸受の軸方向寸法を大きくすると、羽根車背面部に無駄な空間が出来てしまう。従って、図１１に示すポンプ構造は、軸受荷重が本来的に小さな小出力のポンプにのみ採用されており、比較的大きな出力のポンプには採用されなかった。

（２）メカニカルシール付ポンプ
当今の汎用ポンプは取扱液をポンプの錆で汚さないための配慮が要求される。そのため、ケーシングや羽根車には、ステンレス鋼のシートメタルをプレス成形して使用する場合が多い。このうち、メカニカルシールを使用したポンプとしては、図１２に示すポンプや図１３に示すポンプが知られている。

図１２に示すポンプは、インラインポンプである。羽根車１４１を収容するポンプケーシング１４２の上部はケーシングカバー１４３により閉塞されている。羽根車１４１を支持する主軸１４４がケーシングカバー１４３を貫通する部分には、メカニカルシール１４５が配設されている。ケーシングカバー１４３の上方には、乾式モータ１４６が設けられている。
図１３に示すポンプは多段ポンプである。ポンプケーシング１５１内には多段状に羽根車１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃが設けられている。ポンプケーシング１５１の開口端はケーシングカバー１５３により閉塞されている。羽根車１５２Ａ〜Ｃを支持する主軸１５４がケーシングカバー１５３を貫通する部分にはメカニカルシール１５５が配設されている。ケーシングカバー１５５の一側には乾式モータ１５６が設けられている。

図１２および図１３に示すポンプは、ポンプ吐出圧の加わる部分にメカニカルシール１４５，１５５を設けている。そして、メカニカルシール（固定側）１４５，１５５はシートメタル製のケーシングカバー１４３，１５３に固定されている。
メカニカルシールは圧力によって仕様が決定されるため、この仕様圧からポンプの揚程を差し引いた値までしか、ポンプ吸込圧（押込圧）を許容できない。
また、ケーシングカバーにもポンプ吐出圧が加わるため、これがポンプの許容押込圧の制約条件となっていた。即ち、許容圧の高いメカニカルシールを使用しても、ケーシングカバーが圧力によって許容値以上に変形すると実用に耐えないという問題があった。ケーシングカバーを変形させないためには、補強材を溶接する等の手段があるが、コスト高となってしまうという問題があった。

（３）マグネットポンプ
図１４は、従来のマグネットポンプの一例を示す断面図である。ポンプケーシング１６１内には羽根車１６２が収容されている。羽根車１６２は主軸１６３により支持されており、主軸１６３には従動マグネット１６４が固定されている。ポンプケーシング１６１の開口端はキャン１６５により閉塞されており、キャン１６５内に前記従動マグネット１６４、主軸１６３および主軸１６３を支承する軸受１６６等が収容されている。キャン１６５を挟んで従動マグネット１６４に対向して駆動マグネット１６７が設けられ、駆動マグネット１６７は乾式モータ１６８に駆動されるヨーク１６９により支持されている。

従来のマグネットポンプは、キャンドモータポンプでは取扱いできない高腐食液の移送等に使用される場合には、固定側マグネットと回転側マグネットを樹脂製のキャンで仕切る事例が多かった。
ところが、樹脂製キャンは、ステンレス等の金属製キャンに比べて強度的に不利であるため、押込圧の高い用途への展開に限度があった。

（４）部品共用性
従来のキャンドモータポンプおよびマグネットポンプは、グランドパッキン及びメカニカルシールで構築されたポンプの基本構造を踏襲してはいるものの、実際の部品レベルでは、各々独立した形態を採っていた。従って、プレス成形等による部品の大量生産によるマスメリットを発揮できず、結果として、コスト高になってしまうという問題点があった。

本発明は上述の事情に鑑み為されたもので、メカニカルシール、キャンドモータポンプ、マグネットポンプの３つの形態を視野に入れ、各々の機能向上を図りながら、全体の生産性を高めることができる新たなポンプ構造の確立を目指すことを目的とするものである。

上述の目的を達成するため、本発明は、モータと、吸込部をモータ側に向けて取付けられる羽根車と、モータと羽根車の間に設けられるメカニカルシールと、ポンプ吐出側の取扱液の一部をメカニカルシールの摺動面に導く機構を設け、同時に取扱液の一部を羽根車の吸込部に導くようにして自吸機能を付与したことを特徴としている。

また、羽根車の吸込部（目玉部）をモータ回転子（ロータ）側に向けて取付ければ、図１１に示す従来のキャンドモータポンプに比べて無駄なく軸受を設けることができる。つまり、内ケーシングの吸込流路部に軸受を配置することができるため、軸受のための特別な空間を設ける必要がない。従って、大きな出力の範囲まで適用できる。また、結果的にロータとモータ固定子（ステータ）を仕切る薄肉のキャンには、ポンプ吸込圧しか加わらないため、高い押込圧力が加わる用途への展開が期待できる。

また、メカニカルシール付ポンプにおいて、羽根車の吸込部（目玉部）をモータ側に向ければ、メカニカルシール及びケーシングカバー（メカニカルシールハウジング）には、ポンプ吸込圧しか加わらない。従って、高い押込圧の下での使用に対して条件が良い。尚、押込圧が低い場合でも、メカニカルシールの摺動面がドライコンタクトにならないよう、吐出液をフラッシングする。

また、マグネットポンプにおいて、羽根車の吸込部（目玉部）をモータ側に向ければ、キャンには、ポンプ吸込圧しか加わらない。従って、キャンを樹脂で構成する場合にもある程度の押込圧に耐えることができる。

本発明は、羽根車の吸込部（目玉部）をモータ側に向けるという一貫した構造によって、上記キャンドモータポンプ、メカニカルシール付ポンプ及びマグネットポンプの３種類のポンプの部品共用化を計り、各々のポンプの機能向上化と同時に全体の生産性を向上させるものである。

本発明によれば、ポンプ吐出側の取扱液の一部をメカニカルシールの摺動面に導くとともに、取扱液の一部を羽根車の吸込部に導くようにして自吸機能を付与することができる。

以下、本発明に係るモータポンプの実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のモータポンプの第１実施例を示す断面図である。本実施例のモータポンプはキャンドモータポンプである。図１において、符号１は円筒容器（カップ）形状の外ケーシングであり、外ケーシング１内には内ケーシング２が設けられている。内ケーシング２内には、主軸３によって支持された羽根車４が収容されている。外ケーシング１にはモータブラケット５を介してモータ６が固定されている。内ケーシング２の上端には内ケーシングカバー７が設けられている。
外ケーシング１の吸込穴１ａから導かれた取扱液は、羽根車４を通過し、内ケーシング２に設けられた複数ボリュートを通って、さらに外ケーシング１の吐出穴１ｂから吐出される。

羽根車４から吐出された取扱液の一部は、主軸３に設けられた穴３ａを通過してロータ室９側に導かれ、ロータとステータの間のギャップを通ってモータ６を冷却し、内ケーシング２の吸込側に戻される。

パイプ状に成形された主軸３の一端には、モータ回転子（ロータ）１１が設けられている。主軸３の他端には吸込部（目玉部）４ａをロータ側に向けた羽根車４が設けられている。主軸３が内ケーシングカバー７を貫通する部分には軸受ブラケット１６が設けられている。そして、全ての軸受はロータ１１と羽根車４の間に存在している。すべり軸受からなる２つのラジアル軸受１２，１３のうち一方の軸受１２は、ポンプ吸込流路内に位置しており、２つのラジアル軸受１２，１３の距離（スパン）を十分に確保している。

ラジアル軸受１２，１３の端部には、アキシャルスラスト軸受１４，１５が設けられ、双方向のアキシャル軸受スラスト荷重に対応する。このうち、片側のアキシャルスラスト軸受１５は、ロータキャン側板１１ａに固定されており、ラジアル軸受１２，１３のスパンの確保に寄与している。ラジアル軸受１２，１３は軸スリーブ１７，１８と摺接している。なお、ラジアル軸受１２，１３は固定側ラジアル軸受を構成し、軸スリーブ１７，１８は回転側ラジアル軸受を構成している。またアキシャル軸受１４と羽根車４との間には羽根車用ディスタンスピース１９が設けられている。
ラジアル軸受１２，１３と軸スリーブ１７，１８及びアキシャルスラスト軸受１４，１５の材質は、耐久性の高いセラミックであるシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を使用している。主軸３には２つのラジアル軸受１２，１３の間の位置に設けられた半径方向の穴３ｂが存在し、取扱液を固定側および回転側の両軸受１２，１３，１７，１８に導くことで軸受を良好に潤滑する。

アルミ合金製のモータフレーム２０は、後述の乾式モータと型が共用になっており、モータ固定子２１を焼バメ固定している。カップ形状のモータフレーム２０の開放端部には、電源接続用のリード線を取り出すための穴２０ａが設けられており、該穴２０ａの外側には、図示しないターミナルボックス又は電源ケーブルが設けられる。

モータフレーム２０の開放端には、いんろうを介して鋳鉄製のモータブラケット５が取付けられている。モータブラケット５の内周側には、いんろうを介してステータキャン支持環２２が設けられている。ステータキャン支持環２２はステンレス鋼鋳物又はステンレス鋼の熱間鍛造によって製作され、同じくステンレス鋼製のキャン２３と溶接固定されている。
尚、上述の２ヵ所のいんろうには、モータフレーム２０内の気密を確保するため、Ｏリング２４を設けている。

ステータキャン支持環２２の内周部には、いんろうを介して軸受ブラケット１６が挿入されている。軸受ブラケット１６には、２つの固定側ラジアル軸受１２，１３が焼バメ固定される。尚、軸受ブラケット１６は、ステンレス鋼鋳物製である。

ステータキャン支持環２２と軸受ブラケット１６の係合部には、互いに位置決めされた空気抜き穴２２ａ，１６ａが設けられており、ポンプに注水した際、ロータ室９のなるべく高い位置まで取扱液が達するように配慮している。軸受ブラケット１６は、回転体の自重によって下側に抜け落ちることがないよう、内ケーシング２に当接するように配慮されている。

羽根車４を囲むように設けられる内ケーシング２は樹脂製である。内ケーシング２とモータブラケット５の間には、樹脂製の内ケーシングカバー７が設けられている。内ケーシングカバー７とモータブラケット５の間には、内周側にステータキャン支持環２２が挟持され、外周側において、弾性材からなるシール部材２６が挟持されている。

内ケーシング２を囲むように設けられる外ケーシング１は、ステンレス鋼のシートメタルをプレス成形して形成されている。外ケーシング１の外周部には吸込穴１ａが設けられ、吸込穴１ａの軸芯をはさんで１８０°対称位置又は９０°の位置に吐出穴１ｂが設けられる。吸込穴１ａおよび吐出穴１ｂの外側にはノズルパイプ２７，２８が溶接され、ノズルパイプ２７，２８の外側にはノズルリング２９，３０が溶接固定される。ノズルリング２９，３０はステンレス鋼鋳物からなり、外周部にネジが設けられている。

ノズルリング２９，３０の外周には、鋳鉄やアルミ合金からなるフランジ３１，３２がネジ込まれている。尚、吸込側のノズルパイプ２７の内側には、整流作用と機械的補強を兼ねた整流格子３４が設けられている。
内ケーシング２と外ケーシング１の吸込穴１ａの間には、弾性材製のシール部材３５が設けられている。外ケーシング１はボルト３６を使用して、モータブラケット５に固定される。
モータ固定子２１を収容したモータフレーム２０は、モータブラケット５に独立したボルト３７によって固定されている。従って、何らかの理由により、モータ巻線が焼損した場合等には、ポンプ部を分解することなくメンテナンスを行うことができる。

外ケーシング１の軸芯部には、ドレン用のプラグ３８が設けられている。尚、このプラグ３８をはずすと、主軸３の軸端に設けたドライバー溝を利用して羽根車４の手廻し確認が可能である。
取扱液中にスラリー等の異物が混入すると、主軸３の軸穴３ａを通過してロータ室９に異物が侵入する懸念があるが、本発明では、羽根車背面（主板）によって、軸端部に遠心分離作用が生じ、異物は軸穴に侵入しないよう配慮されている。
図１に示すように、羽根車４を取付けた場合、主軸３には圧縮荷重が加わる。従って、異種材料を圧接して一体化した主軸を使用しても、引張荷重が加わらないため接合面がはがれる心配がない。

本実施例によれば、羽根車４の吸込部４ａはモータ回転子（ロータ）１１側に向けて取り付けられている。このため、図１１に示す従来のキャンドモータポンプに比べて無駄なく軸受を設けることができる。つまり、内ケーシング２の吸込流路部に軸受を配置することができるため、軸受のための特別な空間を設ける必要がない。従って、大きな出力の範囲まで適用できる。また本発明では、結果的にモータ回転子１１とモータ固定子２１を仕切る薄肉のキャン２３には、ポンプ吸込圧しか加わらないため、高い押込圧力が加わる用途への展開が期待できる。

図２は本発明のモータポンプの第２実施例を示す断面図である。本実施例のモータポンプは、羽根車を２段に配置した２段型キャンドモータポンプである。即ち、本実施例においては、主軸３に２段の羽根車４Ａ，４Ｂが固定されている。内ケーシングは第１段羽根車４Ａを収容する第１内ケーシング２Ａと、第２段羽根車４Ｂを収容する第２内ケーシング２Ｂとから構成されている。各羽根車４Ａ，４Ｂの吸込部４Ａａ，４Ｂａはモータ回転子１１の側に向いている。その他の構成は図１に示す実施例と同様であり、図１に示す構成部材と同一の機能を果たす部材は同一の符号を用いて説明は省略する。

本実施例においては、外ケーシング１の吸込穴１ａから導かれた取扱液は、第１段羽根車４Ａの吸込口４Ａａから吸い込まれて昇圧され、戻り羽根４０を介して第２段羽根車４Ｂの吸込口４Ｂａに流入する。そして、取扱液は、第２段羽根車４Ｂにより昇圧され、第２内ケーシング２Ｂの複数のボリュートを通って、外ケーシング１の吐出穴１ｂから吐出される。第２段羽根車４Ｂから吐出された取扱液の一部は、主軸３に設けられた穴３ａを通過してロータ室９側に導かれモータ回転子１１とモータ固定子２１の間のギャップを通ってモータを冷却し、第１内ケーシング２Ａの吸込側に戻される。本実施例の作用および効果は図１に示す実施例と同様である。

図３は本発明のモータポンプの第３実施例を示す断面図である。本実施例のモータポンプは、図１および図２に示すキャンドモータポンプをメカニカルシール付ポンプに展開したものである。モータ部は、冷却ファン５０を備えた乾式モータ４１となっており、この乾式モータ４１は、モータフレーム４２と、モータフレーム４２内のモータ固定子４３と、主軸３に固定されたモータ回転子４４とから構成されている。主軸３はモータ４１に設けられた軸受５１，５２により支承されている。モータブラケット５と内ケーシングカバー７の間には、メカニカルシールハウジング４５が挟持され、これにメカニカルシール４６の固定環４７が取付けられている。メカニカルシール４６の回転環４８は固定環４７に摺接している。メカニカルシールの部分及びその周囲には、ポンプ吸込圧しか加わらないため、メカニカルシールハウジング４５は、ステンレス鋼鋳物等の他に樹脂で形成することも可能である。又、同様の理由により、高押込圧に対応することも容易である。

メカニカルシール４６は吸込圧しか加わらないため、吸上げ運転の場合に摺動部がドライコンタクトになりやすい。そこで内ケーシング２を工夫して開口２ａを設け、ポンプ吐出側の取扱液の一部をメカニカルシール摺動部へ導くように構成し、該摺動部のフラッシングを可能としている。
メカニカルシール４６を囲むように設けられたメカニカルシールカバー４９は、メカニカルシール４６を取扱液中の異物から保護すると同時に、前述のフラッシング液の循環量を抑制している。羽根車４、外ケーシング１及び内ケーシング２等を含むポンプ部の構成は、図１に示す実施例と同様であり、図１に示す構成要素と同一の機能を果たす部材は同一の符号を用いて説明は省略する。

図４は本発明のモータポンプの第４実施例を示す断面図である。本実施例のモータポンプは、図１に示すキャンドモータポンプをマグネットポンプに展開したものである。本実施例においては、乾式モータ４１の主軸５３とポンプ６０の主軸３とが分離されている。即ち、乾式モータ４１の主軸５３の軸端には、駆動用マグネット５４を保持したヨーク５５が固定されている。ポンプ６０の主軸３の一端には羽根車４が固定され他端には従動マグネット５６を保持したヨーク５７が固定されている。

外ケーシング１、内ケーシング２及びポンプ６０の主軸３を支持する軸受構造は、図１に示す実施例と同様である。主軸３には穴３ａが形成されており、この穴３ａを通過する循環流は、マグネットの渦電流による発熱を抑え、同時に軸受の潤滑を行う。モータブラケット５８にはカップリングガード５９が設けられている。キャン６０には、ポンプ吸込圧しか加わらないため、高い押込圧が作用する場合には有利な構造である。
モータ４１は、メカニカルシール型に使用されるものと同一（モータブラケットを除く）であり、そのモータフレーム４２は、キャンドモータとも型が共用となっている。その他の構成は図１に示す実施例と同様であり、図１と同一の符号を用いて説明を省略する。

図５は本発明のモータポンプの第５実施例を示す断面図である。本実施例のモータポンプは縦軸多段ポンプである。モータ部は図３に示す乾式モータ４１と同様の構成である。ポンプ部は、円筒状の外ケーシング６１と、外ケーシング６１の下端開口部を閉塞する脚付きカバー６２と、外ケーシング６１内に収容された第１内ケーシング６３Ａ，第２内ケーシング６３Ｂ，第３内ケーシング６３Ｃとを備えている。そして、第１〜第３内ケーシング６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ内には、それぞれ主軸３によって支持された第１段羽根車４Ａ、第２段羽根車４Ｂ、第３段羽根車４Ｃが収容されている。各羽根車４Ａ，４Ｂ，４Ｃの吸込部４Ａａ，４Ｂａ，４Ｃａはモータ側に向いている。また第１，第２内ケーシング６３Ａ，６３Ｂ内には戻り羽根６９，７０が配設されている。第１内ケーシング６３Ａの上端には内ケーシングカバー７が設けられている。

外ケーシング６１にはモータブラケット７１を介して乾式モータ４１が設けられている。外ケーシング６１は、ステンレス鋼のシートメタルをプレス成形して形成されている。外ケーシング６１の外周部には吸込穴６１ａが設けられ、吸込穴６１ａの軸芯をはさんで１８０°対称位置又は９０°の位置に吐出穴６１ｂが設けられている。そして、吸込穴６１ａおよび吐出穴６１ｂにはそれぞれノズルパイプ２７，２８が溶接され、ノズルパイプ２７，２８の外側にはノズルリング２９，３０が溶接固定されている。ノズルリング２９，３０はステンレス鋼鋳物からなり、外周部にネジが設けられている。ノズルリング２９，３０の外周には、鋳鉄やアルミ合金からなるフランジ３１，３２がネジ込まれている。

主軸３の下端にはバランスブッシュ７２が固定されており、このバランスブッシュ７２に第１段羽根車４Ａの吸込側に連結されたバランスパイプ７３を介して取扱液の吸込圧力が加わるようになっている。これによって、多段ポンプの発生する大きなアキシャルスラスト荷重を軽減するようにしている。この場合、主軸３にはわずかに上向きのスラスト荷重が加わるようにしている。その結果、主軸３をソケットカップリングによる継ぎ合わせ軸にすることが可能となる。

図６は本発明のモータポンプの第６実施例を示す断面図である。本実施例のモータポンプは図５に示す実施例と同様に縦軸多段ポンプである。
本実施例においては、主軸３には第１〜第５段羽根車４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅが固定されている。各羽根車４Ａ〜４Ｅの吸込部４Ａａ，４Ｂａ，４Ｃａ，４Ｄａ，４Ｅａはモータ側に向いている。円筒状の外ケーシング６１内には、第１内ケーシング６４Ａ，第２内ケーシング６４Ｂ，第３内ケーシング６４Ｃが設けられている。そして、隣接する羽根車間には、仕切り部６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ，６５Ｄが設置されている。

外ケーシング６１は、ステンレスのシートメタルをプレス成形して形成されている。外ケーシング６１の外周部には吸込穴６１ａが設けられ、吸込穴６１ａの軸芯をはさんで１８０°対称位置又は９０°の位置に吐出穴６１ｂが設けられている。外ケーシング６１の外側にはサクションケース６６が溶接等によって固定されている。サクションケース６６は吸込穴６６ａを有し、吸込穴６６ａの外側にはノズルパイプ２７が溶接されている。また外ケーシング６１の吐出穴６１ｂの外側にはノズルパイプ２８が溶接されている。主軸３の下端にはバランスブッシュ７２が固定されており、このバランスブッシュ７２にサクションケース６６内より流入した取扱液の吸込圧力が加わるようになっている。その他の構成は、図５に示す実施例と同様であり、図５と同一の符号を用いて説明を省略する。本実施例の作用効果は図５に示す実施例と同様である。

図７および図８は本発明のモータポンプの第７実施例を示す図であり、図７は断面図、図８は側面図である。本実施例は、メカニカルシール型ポンプを自吸ポンプに応用したものである。図７に示すように、モータ部は図３に示す乾式モータ４１と同様の構成である。ポンプ部は、円筒容器状の外ケーシング８１と、外ケーシング８１内に収容された第１内ケーシング８２Ａ，第２内ケーシング８２Ｂとを備えている。第１，第２内ケーシング８２Ａ，８２Ｂ内には、それぞれ主軸３によって支持された第１段羽根車４Ａ，第２段羽根車４Ｂが収容されている。各羽根車４Ａ，４Ｂの吸込部４Ａａ，４Ｂａはモータ側に向いている。

図８に示すように、外ケーシング８１には吸込ノズル８３と、吐出ノズル８４が固定されている。また、第１内ケーシング８２Ａを工夫して開口８２Ａａを設け、ポンプ取扱液の一部をメカニカルシール摺動部へ導くように構成し、該摺動部のフラッシングを可能としている。この場合、メカニカルシールカバー４９を工夫して、メカニカルシール４６のフラッシング液を積極的に円筒状の流れにして、第１段羽根車４Ａの吸込部４Ａａに噴射させることで、自吸特性の向上を計っている。また図８に示すように、インバータ８５を実装させて、自吸中の回転数を定格よりも上げることで、自吸特性を向上させている。その他の構成は図３に示す実施例と同様であり、図３と同一の符号を用いて説明を省略する。

図９は本発明のモータポンプ群の基本概念を示す説明図である。図９に示すように、本実施例においては、吸込部をモータ側に向けた羽根車を備える複数のポンプＰＡ，ＰＢ…からなるポンプグループＧ_Pを用意する。図に示す例では、ポンプグループＧ_Pは２組のポンプＰＡ，ＰＢを有した例を示し、ポンプＰＡは１段羽根車４を有し、ポンプＰＢは２段羽根車４Ａ，４Ｂを有している。同時にキャンドモータＭＡ，メカニカルシール付モータＭＢ，マグネット駆動モータＭＣのうち、少なくとも２種類からなるモータグループＧ_Mを用意しておき、ポンプグループＧ_P中のポンプＰＡ，ＰＢとモータグループＧ_M中のモータＭＡ，ＭＢ，ＭＣを適宜に組合せることで、用途に応じたポンプを部品を共用化して生産性高く市場に供給するものである。

本実施例においては、キャンドモータＭＡ、メカニカルシール付の乾式モータＭＢ及びマグネット駆動型の乾式モータＭＣに使用される固定子巻線が共通である。また上記３種類のモータＭＡ，ＭＢ，ＭＣに使用されるモータ固定子巻線を収容するカップ形状のモータフレーム２０の成形型を少なくとも部分的に共通化している。

以上説明したように、上述の例によれば、従来のキャンドモータポンプに比べて無駄なく軸受を設けることができる。すなわち、内ケーシングの吸込流路部に軸受を配置することができるため、軸受のための特別な空間を設ける必要がない。従って、大きな出力の範囲まで適用できる。また、結果的にモータ回転子とモータ固定子を仕切る薄肉のキャンには、ポンプ吸込圧しか加わらないため、高い押込圧力が加わる用途への展開が期待できる。

また、メカニカルシール付モータポンプにおいて、メカニカルシール及びケーシングカバー（メカニカルシールハウジング）には、ポンプ吸込圧しか加わらない。従って、高い押込圧の下での使用に対して条件が良い。そして、押込圧が低い場合でも、メカニカルシールの摺動面がドライコンタクトにならないよう、吐出液をフラッシングする。

さらに、マグネットポンプにおいて、キャンには、ポンプ吸込圧しか加わらない。従って、キャンを樹脂で構成する場合にもある程度の押込圧に耐えることができる。

さらに、羽根車の吸込部（目玉部）をモータ側に向けるという一貫した構造によって、上記キャンドモータポンプ、メカニカルシール付ポンプ及びマグネットポンプの３種類のポンプの部品共用化を計り、各々のポンプの機能向上化と同時に全体の生産性を向上させることができる。

本発明のモータポンプの第１実施例を示す図であり、キャンドモータポンプの断面図である。 本発明に係るモータポンプの第２実施例を示す図であり、２段型キャンドモータポンプを示す断面図である。 本発明のモータポンプの第３実施例を示す図であり、メカニカルシール付ポンプを示す断面図である。 本発明に係るモータポンプの第４実施例を示す図であり、マグネットポンプを示す断面図である。 本発明に係るモータポンプの第５実施例を示す図であり、縦軸多段ポンプを示す断面図である。 本発明に係るモータポンプの第６実施例を示す図であり、縦軸多段ポンプを示す断面図である。 本発明に係るモータポンプの第７実施例を示す図であり、メカニカルシール型ポンプを示す断面図である。 図７に示すポンプの側面図である。 本発明のモータポンプ群の基本概念を示す説明図である。 従来のキャンドモータポンプの一例を示す断面図である。 従来のキャンドモータポンプの他の例を示す断面図である。 従来のインラインポンプを示す断面図である。 従来の多段ポンプを示す断面図である。 従来のマグネットポンプを示す断面図である。

符号の説明

１ 外ケーシング
２，２Ａ，２Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ 内ケーシング
３ 主軸
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ 羽根車
５ モータブラケット
６，４１ モータ
７ 内ケーシングカバー
１１ モータ回転子
１２，１３ ラジアル軸受
１４，１５ アキシャルスラスト軸受
１６ 軸受ブラケット
１７，１８ 軸スリーブ
２０ モータフレーム
２１ モータ固定子
２７，２８ ノズルパイプ
２９，３０ ノズルリング
４６ メカニカルシール
４９ メカニカルシールカバー
５４ 駆動用マグネット
５６ 従動マグネット
６６ サクションケース
７２ バランスブッシュ

Claims (1)

1. モータと、吸込部をモータ側に向けて取付けられる羽根車と、モータと羽根車の間に設けられるメカニカルシールと、ポンプ吐出側の取扱液の一部をメカニカルシールの摺動面に導く機構を設け、同時に取扱液の一部を羽根車の吸込部に導くようにして自吸機能を付与したことを特徴とするモータポンプ。
   

Images