JP2007085310A - Submersible motor pump - Google Patents

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JP2007085310A JP2005278344A JP2005278344A JP2007085310A JP 2007085310 A JP2007085310 A JP 2007085310A JP 2005278344 A JP2005278344 A JP 2005278344A JP 2005278344 A JP2005278344 A JP 2005278344A JP 2007085310 A JP2007085310 A JP 2007085310A
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Hitoshi Murata
仁志 村田
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Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
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Abstract

【課題】 水封封入式の液中モータポンプの外径を縮小する。
【解決手段】 熱交換器13は、一端がポンプ部11の吐出側に接続されて他端が揚液管4に接続され、揚液が通る吐出流路83を備える直管状の吐出管82と、吐出流路83内に配管されて、一次冷却液が通る伝熱管群84を備える。液中モータ12の全長を覆うモータフレーム26内からの一次冷却液出口26cと伝熱管群84の入口側とを接続する、ポンプ部11に沿って延びる直管状の一次冷却液出口管81が設けられている。モータフレーム26の周壁部26aの内部には、一端がモータフレーム26内への一次冷却液入口26cに接続された一次冷却液流路26bが設けられている。伝熱管群84の出口側と一次冷却液流路26の他端とを接続する、ポンプ部11に沿って延びる直管状の一次冷却液入口管80が設けられている。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED To reduce the outer diameter of a water-sealed submerged motor pump.
A heat exchanger (13) is connected to a discharge side of a pump section (11) and connected to a pumping pipe (4) at one end, and a straight tubular discharge pipe (82) including a discharge channel (83) through which the pumped liquid passes. The heat transfer tube group 84 is provided in the discharge passage 83 and through which the primary coolant passes. A straight tubular primary coolant outlet pipe 81 extending along the pump portion 11 is provided to connect the primary coolant outlet 26c from the motor frame 26 covering the entire length of the submerged motor 12 and the inlet side of the heat transfer tube group 84. It has been. Inside the peripheral wall portion 26 a of the motor frame 26, there is provided a primary coolant channel 26 b having one end connected to the primary coolant inlet 26 c into the motor frame 26. A straight tubular primary coolant inlet pipe 80 extending along the pump unit 11 is provided, which connects the outlet side of the heat transfer tube group 84 and the other end of the primary coolant channel 26.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は液中モータポンプに関し、特に液中モータの冷却液がポンプの揚液に対して密封された水封式の液中モータポンプに関する。   The present invention relates to a submerged motor pump, and more particularly to a water-sealed submerged motor pump in which a cooling liquid of a submerged motor is sealed against pumping liquid.

保護管内に配置して吊り下げて設置され、地下岩盤内に備蓄された液化天然ガス類の払い出しや底水排出等に使用される液中モータポンプが知られている。特に、ポンプ揚液が液化天然ガス類等で腐食性を有する場合、液中モータの冷却液がポンプの揚液に対して密封された水封式の液中モータポンプが使用される。この水封式の液中モータポンプには、液中ポンプの冷却液を地上に設置した熱交換器に強制循環させる水封循環式と、液中ポンプの冷却液を冷却するための熱交換器を液中モータポンプ自体に設ける水封封入式とに大別される。   A submerged motor pump is known which is installed in a protective tube and suspended and used for discharging liquefied natural gas stored in underground rocks or discharging bottom water. In particular, when the pumped liquid is liquefied natural gas or the like and is corrosive, a water-sealed submerged motor pump in which the cooling liquid of the submerged motor is sealed against the pumped liquid is used. This water-sealed submersible motor pump includes a water-sealed circulation type that forcibly circulates the coolant of the submersible pump to a heat exchanger installed on the ground, and a heat exchanger for cooling the coolant of the submerged pump. Is roughly divided into a water-sealed enclosure type provided in the submerged motor pump itself.

水封封入式の液中モータポンプとしては、ポンプや液中モータに対して熱交換器を直列に配置した構成が知られている。例えば、特許文献1には、液中モータの一次冷却液がその内部を通るつる巻き状の伝熱管をポンプの吐出口側に配置し、ポンプの揚液を二次冷却液として使用する液中モータポンプが開示されている。この特許文献1の液中モータポンプでは、伝熱管と液中モータの間で一次冷却液を循環させるための配管が液中モータの周囲に設けられている。   As a water-sealed submerged motor pump, a configuration in which a heat exchanger is arranged in series with respect to the pump and the submerged motor is known. For example, in Patent Document 1, a helical heat transfer tube through which the primary coolant of a submerged motor passes is arranged on the discharge port side of the pump, and the pumped liquid is used as a secondary coolant. A motor pump is disclosed. In the submerged motor pump of Patent Document 1, piping for circulating the primary coolant between the heat transfer tube and the submerged motor is provided around the submerged motor.

特開2002−130191号公報JP 2002-130191 A

しかしながら、特許文献1に記載の液中モータポンプのように伝熱管と液中モータの間で一次冷却液を循環させるための配管が液中モータの周囲に設けられていると、液中モータポンプの外径が大きくなる。そのため、内径の小さい保護管内に配置して使用することができない。また、特許文献1に記載の液中モータポンプでは、つる巻き状の伝熱管が揚液の流れ中に配置されるので、管内流速による損失水頭が大きくなり、その分効率が低下する。   However, when a pipe for circulating the primary coolant between the heat transfer tube and the submerged motor is provided around the submerged motor as in the submerged motor pump described in Patent Document 1, the submerged motor pump The outer diameter of becomes larger. Therefore, it cannot be used in a protective tube with a small inner diameter. Further, in the submerged motor pump described in Patent Document 1, the helical heat transfer tube is arranged in the flow of the pumped liquid, so that the loss head due to the flow velocity in the tube is increased, and the efficiency is reduced accordingly.

かかる従来の問題に鑑み、本発明は、水封封入式の液中モータポンプの外径を縮小することを課題とする。また、本発明は、水封封入式の液中モータポンプにおいて管内流速による損失水頭を低減することを課題とする。   In view of such a conventional problem, an object of the present invention is to reduce the outer diameter of a water-sealed submersible motor pump. Another object of the present invention is to reduce the head loss due to the flow velocity in the pipe in a water-sealed submersible motor pump.

本発明は、ポンプ部と、このポンプ部と直列に配置された前記ポンプ部を駆動するための液中モータと、前記液中モータのモータフレーム内に封入された一次冷却液と前記ポンプ部の揚液である二次冷却液との熱交換を行うための熱交換器とを備える液中モータポンプにおいて、前記熱交換器は、一端が前記ポンプ部の吐出側に接続されて他端が揚液管に接続され、前記ポンプ部が吐出する揚液が通る吐出流路を備える直管状の吐出管と、前記吐出流路内に配管され、前記一次冷却液が通る伝熱管群とを備え、前記モータフレームは、前記液中モータの全長を覆い、前記モータフレーム内からの一次冷却液出口と前記伝熱管群の入口側とを接続する、前記ポンプ部に沿って延びる直管状の一次冷却液出口管と、前記モータフレームの周壁部の内部にこの周壁部の長さ方向に延びるように形成され、一端が前記モータフレーム内への一次冷却液入口に接続された一次冷却液流路と、前記伝熱管群の出口側と前記一次冷却液流路の他端とを接続する、前記ポンプ部に沿って延びる直管状の一次冷却液入口管とを備えることを特徴とする液中モータポンプを提供する。   The present invention relates to a pump unit, a submerged motor for driving the pump unit arranged in series with the pump unit, a primary coolant sealed in a motor frame of the submerged motor, and the pump unit. In a submerged motor pump comprising a heat exchanger for exchanging heat with a secondary coolant that is a pumped liquid, the heat exchanger has one end connected to the discharge side of the pump unit and the other end lifted. A straight tubular discharge pipe that is connected to a liquid pipe and has a discharge flow path through which pumped liquid discharged from the pump unit passes, and a heat transfer pipe group that is piped in the discharge flow path and through which the primary cooling liquid passes, The motor frame covers the entire length of the submerged motor and connects the primary coolant outlet from the motor frame and the inlet side of the heat transfer tube group, and extends straight along the pump portion. Of the outlet pipe and the peripheral wall of the motor frame A primary coolant flow path formed at one end so as to extend in the length direction of the peripheral wall portion, one end of which is connected to a primary coolant inlet into the motor frame, an outlet side of the heat transfer tube group, and the primary cooling A submerged motor pump comprising a straight tubular primary cooling liquid inlet pipe extending along the pump portion, connected to the other end of the liquid flow path.

モータフレームの周壁部の内部に一次冷却液流路を形成しているので、液中モータと熱交換器の間で一次冷却液を循環させるための配管を液中モータの周囲に配置する必要がなく、液中モータの外径をその全長にわたって縮小できる。また、液中モータと熱交換器の間に配置される一次冷却液出口管と一次冷却液入口管はいずれもポンプ部に沿って延びる直管状であるので、ポンプ部の外径も最小化される。従って、本発明の液中モータポンプは、長さ方向全体にわたって外径を縮小でき、より内径の小さい保護管に挿通して使用することができる。また、モータフレームは液中モータの全長を覆うので、熱変換効率が高く、かつ一次冷却液流路により冷却液を液中モータの最下部まで導いて効率的な冷却が可能である。   Since the primary coolant flow path is formed inside the peripheral wall of the motor frame, piping for circulating the primary coolant between the submerged motor and the heat exchanger must be arranged around the submerged motor. In addition, the outer diameter of the submerged motor can be reduced over its entire length. In addition, since the primary coolant outlet pipe and the primary coolant inlet pipe arranged between the submerged motor and the heat exchanger are both straight pipes extending along the pump section, the outer diameter of the pump section is also minimized. The Therefore, the submerged motor pump of the present invention can be used by being able to reduce the outer diameter over the entire length direction and through a protective tube having a smaller inner diameter. In addition, since the motor frame covers the entire length of the submerged motor, the heat conversion efficiency is high, and the cooling liquid can be guided to the lowermost part of the submerged motor through the primary coolant flow path, thereby enabling efficient cooling.

具体的には、前記液中モータの駆動軸と連動して回転して前記一次冷却液を加圧し、前記モータフレーム内から、前記一次冷却液出口、前記一次冷却液出口管、前記伝熱管群、前記一次冷却液入口管、前記一次冷却液経路、及び前記一次冷却液入口を経て前記モータフレーム内に戻る流路で前記一次冷却水を循環させる回転体を備える。   Specifically, the primary coolant is pressurized by rotating in conjunction with the drive shaft of the submerged motor, and the primary coolant outlet, the primary coolant outlet pipe, and the heat transfer tube group are rotated from within the motor frame. A rotating body that circulates the primary coolant in a flow path that returns to the motor frame through the primary coolant inlet pipe, the primary coolant path, and the primary coolant inlet.

また、前記伝熱管群は、前記吐出流路内に配置され、前記揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であり、かつ前記液中ポンプ側の端部が前記一次冷却液出口管に接続された複数の往路側伝熱管と、前記吐出流路内に配置され、前記揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であり、かつ前記液中ポンプ側の端部が前記一次冷却液入口管と接続された複数の復路側伝熱管と、前記往路側伝熱管及び前記復路側伝熱管の前記液中ポンプとは反対側の端部が接続された第1の冷却液共通管とを備える。吐出流路内に配置された往路側伝熱管と復路側伝熱管は、いずれも揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であるので、管内流速による損失水頭を低減できる。   The heat transfer tube group is disposed in the discharge flow channel, has a straight tube shape extending in the flow direction of the pumped liquid, and an end portion on the submerged pump side is connected to the primary coolant outlet tube. A plurality of forward-side heat transfer tubes, a straight tube disposed in the discharge flow path and extending along the flow direction of the pumped liquid, and an end portion on the submerged pump side is the primary coolant inlet pipe A plurality of return-side heat transfer tubes connected to each other, and a first coolant common tube to which ends of the outward-side heat transfer tubes and the return-side heat transfer tubes opposite to the liquid pump are connected. Since both the forward-side heat transfer tube and the return-side heat transfer tube arranged in the discharge flow channel are straight pipes extending in the flow direction of the pumped liquid, the loss head due to the flow velocity in the tube can be reduced.

さらに具体的には、前記伝熱管群は、前記複数の往路側伝熱管の前記液中ポンプ側の端部と前記一次冷却液出口管とが接続された第2の冷却液共通管と、前記複数の復路側伝熱管の前記液中ポンプ側の端部と前記一次冷却液入口管とが接続された第3の冷却液共通管とを備える。   More specifically, the heat transfer tube group includes a second coolant common pipe in which an end portion on the submerged pump side of the plurality of forward path side heat transfer tubes and the primary coolant outlet pipe are connected, and A third coolant common pipe to which ends of the plurality of return-side heat transfer tubes on the submerged pump side and the primary coolant inlet pipe are connected.

前記液中モータは、共通の前記モータフレーム内に直列配置された複数組の固定子及び回転子を備えていてもよい。共通のモータフレーム内に複数組の固定子及び回転子を直列配置することで、外径を拡大することなく液中モータを高出力化できる。   The submerged motor may include a plurality of sets of stators and rotors arranged in series in the common motor frame. By arranging a plurality of sets of stators and rotors in series in a common motor frame, it is possible to increase the output of the submerged motor without increasing the outer diameter.

この場合、前記モータフレーム内に配置され、互いに隣接する前記固定子及び回転子の組の間で前記駆動軸を支持する中間軸受と、前記中間軸受を保持し、かつ前記一次冷却液流路の一部を構成する流路が形成された中間軸受ブラケットとを備える。   In this case, an intermediate bearing disposed in the motor frame and supporting the drive shaft between the pair of the stator and the rotor adjacent to each other, the intermediate bearing is held, and the primary coolant channel And an intermediate bearing bracket in which a flow path constituting a part is formed.

モータフレームの周壁部の内部に一次冷却液流路を形成しているので、一次冷却液を液中モータと熱交換器の間で一次冷却液を循環させるための配管を液中モータの周囲に配置する必要がなく、液中モータの外径をその全長にわたって縮小できる。また、液中モータと熱交換器の間に配置される一次冷却液出口管と一次冷却液入口管はいずれもポンプ部に沿って延びる直管状であるので、ポンプ部の外径も最小化される。従って、本発明の液中モータポンプは、長さ方向全体にわたって外径を縮小でき、より内径の小さい保護管に挿通して使用することができる。さらに、モータフレームは液中モータの全長を覆うので、熱変換効率が高く、かつ一次冷却液流路により冷却液を液中モータの最下部まで導いて効率的な冷却が可能である。   Since the primary coolant flow path is formed inside the peripheral wall of the motor frame, piping for circulating the primary coolant between the submerged motor and the heat exchanger is provided around the submerged motor. There is no need to arrange the motor, and the outer diameter of the submerged motor can be reduced over its entire length. In addition, since the primary coolant outlet pipe and the primary coolant inlet pipe arranged between the submerged motor and the heat exchanger are both straight pipes extending along the pump section, the outer diameter of the pump section is also minimized. The Therefore, the submerged motor pump of the present invention can be used by being able to reduce the outer diameter over the entire length direction and through a protective tube having a smaller inner diameter. Furthermore, since the motor frame covers the entire length of the submerged motor, the heat conversion efficiency is high, and the cooling liquid can be guided to the lowermost part of the submerged motor through the primary cooling liquid flow path, thereby enabling efficient cooling.

熱交換器における伝熱管群を構成する吐出流路内に配置された往路側伝熱管と復路側伝熱管は、いずれも揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であるので、管内流速による損失水頭を低減できる。   The forward-side heat transfer tube and the return-side heat transfer tube arranged in the discharge flow path constituting the heat transfer tube group in the heat exchanger are both straight pipes that extend along the flow direction of the pumped liquid. The water head can be reduced.

共通のモータフレーム内に複数組の固定子及び回転子を直列配置することで、外径を拡大することなく液中モータを高出力化できる。   By arranging a plurality of sets of stators and rotors in series in a common motor frame, it is possible to increase the output of the submerged motor without increasing the outer diameter.

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1から図2Bは、本発明の第1実施形態に係る水封封入式の高深度用の液中モータポンプ1を示す。図3に示すように、地表から地中に設けられた地下タンク2まで延びる両端開口の直管状の保護管3内に液中モータポンプ1が配置されている。液中モータポンプ1の上端には揚液管4が接続されており、保護管3内を通って地表まで延びた揚液管4の上端は下流側の配管5に接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 to FIG. 2B show a water-sealed high-depth submerged motor pump 1 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the submerged motor pump 1 is disposed in a straight tubular protective tube 3 having openings at both ends extending from the ground surface to an underground tank 2 provided in the ground. A liquid pumping pipe 4 is connected to the upper end of the submerged motor pump 1, and the upper end of the liquid pumping pipe 4 extending to the ground surface through the protective pipe 3 is connected to a downstream pipe 5.

液中モータポンプ1は、ポンプ部11、このポンプ部11を駆動するための液中モータ12、及び熱交換器13を備える。液中モータ12は、ポンプ部11の下側に直列に配置されている。また、熱交換器13は、ポンプ部11の上側に直列に配置されている。ポンプ部11、液中モータ12、及び熱交換器13の外径は保護管3の内径よりも小さく設定されており、液中モータポンプ1全体として細長い形状を呈する。液中モータ12の内部に密閉された一次冷却液は、熱交換器13との間で循環し、熱交換器13内でポンプ部11の揚液である二次冷却液との熱交換によって冷却される。   The submerged motor pump 1 includes a pump unit 11, a submerged motor 12 for driving the pump unit 11, and a heat exchanger 13. The submerged motor 12 is arranged in series below the pump unit 11. Further, the heat exchanger 13 is disposed in series on the upper side of the pump unit 11. The outer diameters of the pump unit 11, the submerged motor 12, and the heat exchanger 13 are set to be smaller than the inner diameter of the protective tube 3, and the submerged motor pump 1 as a whole has an elongated shape. The primary coolant sealed inside the submerged motor 12 circulates between the heat exchanger 13 and is cooled by heat exchange with the secondary coolant that is the pumped liquid of the pump unit 11 in the heat exchanger 13. Is done.

次に、ポンプ部11について説明する。図2Aに最も明瞭に示すように、本実施形態におけるポンプ部11は、共通のポンプ軸15を有する5段のポンプ16A〜16Eを備える。各ポンプ16A〜16Eはポンプケーシング17、ポンプ軸15のすべり軸受18、及びポンプ軸15に固定された羽根車19を備える。5段のポンプ16A〜16Eのポンプケーシング17は、吸込側が下側で吐出側が上側となる姿勢で直列に連結されている。第1段目(図において最も下側)のポンプ16Aのポンプケーシング17の吸込側には接続ケーシング21が連結されており、この接続ケーシング21には吸込口21aが設けられている。一方、第5段目(図において最も上側)のポンプ16Eのポンプケーシング17の吐出側には中間ケーシング22を介して逆止弁ケーシング23が連結されている。この逆止弁ケーシング23内には本実施形態ではばね式である逆止弁24が収容されている。逆止弁ケーシング23には熱交換器13の一部を構成する吐出管82が連結されている。吐出管82の上端側は揚液管4に連結されている。吸込口21aから吸い込まれた地下タンク2内の液体(例えば、液化天然ガス類)は、5段のポンプ16A〜16Eで順次加圧された後、中間ケーシング22、逆止弁ケーシング23、及び吐出管82を介して揚液管4へ吐出され、揚液管4を通って地表に配置された下流側の配管5に送られる。   Next, the pump unit 11 will be described. As most clearly shown in FIG. 2A, the pump unit 11 in this embodiment includes five-stage pumps 16 </ b> A to 16 </ b> E having a common pump shaft 15. Each pump 16 </ b> A to 16 </ b> E includes a pump casing 17, a sliding bearing 18 of the pump shaft 15, and an impeller 19 fixed to the pump shaft 15. The pump casings 17 of the five-stage pumps 16 </ b> A to 16 </ b> E are connected in series so that the suction side is the lower side and the discharge side is the upper side. A connection casing 21 is connected to the suction side of the pump casing 17 of the pump 16A in the first stage (the lowermost side in the drawing), and the connection casing 21 is provided with a suction port 21a. On the other hand, a check valve casing 23 is connected to the discharge side of the pump casing 17 of the pump 16E at the fifth stage (the uppermost side in the drawing) via an intermediate casing 22. In the check valve casing 23, a check valve 24 which is a spring type in this embodiment is accommodated. A discharge pipe 82 constituting a part of the heat exchanger 13 is connected to the check valve casing 23. The upper end side of the discharge pipe 82 is connected to the pumped liquid pipe 4. After the liquid (for example, liquefied natural gas) in the underground tank 2 sucked from the suction port 21a is sequentially pressurized by the five-stage pumps 16A to 16E, the intermediate casing 22, the check valve casing 23, and the discharge It is discharged to the pumped liquid pipe 4 through the pipe 82, and sent to the downstream pipe 5 arranged on the ground surface through the pumped liquid pipe 4.

次に、図5をさらに参照して、液中モータ12について説明する。図2Bに最も明瞭に示すように、液中モータ12は上下両端が開口した筒状のモータフレーム26を備える。このモータフレーム26は液中モータ12の全長を覆っており、その内部には回転子27が固定されたモータ軸28が収容されている。モータフレーム26の内面には回転子27と対向するように固定子29が固定されている。固定子29には固定子巻線31が巻回されている。   Next, the submerged motor 12 will be described with further reference to FIG. As most clearly shown in FIG. 2B, the submerged motor 12 includes a cylindrical motor frame 26 having both upper and lower ends opened. The motor frame 26 covers the entire length of the submerged motor 12, and a motor shaft 28 to which a rotor 27 is fixed is accommodated therein. A stator 29 is fixed to the inner surface of the motor frame 26 so as to face the rotor 27. A stator winding 31 is wound around the stator 29.

モータフレーム26の上端側の開口は上側端部プレート39で密閉されており、その下側には上部軸受ブラケット34が配置されている。上側端部プレート39の上にはシールケーシング35が固定されている。上部軸受ブラケット34及び上側端部プレート39を貫通してシールケーシング35内に突出したモータ軸28の上端は、スリーブカップリング36によってポンプ軸15の下端に連結されている。また、シールケーシング35の部分でモータ軸28が軸封されている。本実施形態では、地下タンク2内の液中に析出する可能性のある炭酸カルシウム等の付着物の付着防止とモータ軸28及びポンプ軸15の上下移動を考慮して、軸封装置としてタンデム式のメカニカルシール37を採用している。さらに、シールケーシング35は圧力調整装置38を備える。   An opening on the upper end side of the motor frame 26 is sealed with an upper end plate 39, and an upper bearing bracket 34 is disposed on the lower side thereof. A seal casing 35 is fixed on the upper end plate 39. The upper end of the motor shaft 28 that passes through the upper bearing bracket 34 and the upper end plate 39 and protrudes into the seal casing 35 is connected to the lower end of the pump shaft 15 by a sleeve coupling 36. Further, the motor shaft 28 is sealed at the seal casing 35. In the present embodiment, the shaft seal device is a tandem type considering the prevention of adhesion of deposits such as calcium carbonate that may be deposited in the liquid in the underground tank 2 and the vertical movement of the motor shaft 28 and the pump shaft 15. The mechanical seal 37 is adopted. Further, the seal casing 35 includes a pressure adjusting device 38.

一方、モータフレーム26の下端側の開口は下側端部プレート41で密閉されている。下側端部プレート41付近のモータフレーム26の内部には、下側部品42と上側部品43からなる下部軸受ブラケット44が配置されている。下側端部プレート41の上方に間隔をあけて下側部品42が固定され、その上に上側部品43が固定されている。   On the other hand, the opening on the lower end side of the motor frame 26 is sealed by the lower end plate 41. A lower bearing bracket 44 including a lower part 42 and an upper part 43 is disposed inside the motor frame 26 in the vicinity of the lower end plate 41. A lower part 42 is fixed above the lower end plate 41 with a space therebetween, and an upper part 43 is fixed thereon.

ここでモータ軸28の軸受構造について説明すると、上部軸受ブラケット34及び下部軸受ブラケット44にそれぞれすべり軸受からなる上部ラジアル軸受46と下部ラジアル軸受47が取り付けられている。これら上部ラジアル軸受46と下部ラジアル軸受47によりモータ軸28のラジアル荷重が支承される。また、モータ軸28の下端付近にはスラストカラー48が設けられており、このスラストカラー48の上下面に対応して下部軸受ブラケット44の下側部品42と上側部品43にそれぞれチィルティングパッド式の下部スラスト軸受49と上部スラスト軸受50が取り付けられている。これら下部スラスト軸受49と上部スラスト軸受50によってモータ軸28のスラスト荷重が支承される。   Here, the bearing structure of the motor shaft 28 will be described. An upper radial bearing 46 and a lower radial bearing 47 made of slide bearings are attached to the upper bearing bracket 34 and the lower bearing bracket 44, respectively. The radial load of the motor shaft 28 is supported by the upper radial bearing 46 and the lower radial bearing 47. A thrust collar 48 is provided in the vicinity of the lower end of the motor shaft 28. The lower part 42 and the upper part 43 of the lower bearing bracket 44 correspond to upper and lower surfaces of the thrust collar 48, respectively. A lower thrust bearing 49 and an upper thrust bearing 50 are attached. The thrust load of the motor shaft 28 is supported by the lower thrust bearing 49 and the upper thrust bearing 50.

次に、液中モータ12の冷却について説明する。液中モータ12の内部、すなわちモータフレーム26、上側端部プレート39、メカニカルシール37、及び下側端部プレート41で密閉された空間内には一次冷却液が充填されている。前述のように、この一次冷却液は液中モータ12と熱交換器13の間を循環し、熱交換器13において揚液との熱交換により冷却される。   Next, cooling of the submerged motor 12 will be described. The interior of the submerged motor 12, that is, the space sealed by the motor frame 26, the upper end plate 39, the mechanical seal 37, and the lower end plate 41 is filled with the primary coolant. As described above, the primary coolant circulates between the submerged motor 12 and the heat exchanger 13 and is cooled by heat exchange with the pumped liquid in the heat exchanger 13.

まず、一次冷却液の循環方式を説明する。図2B、図4、及び図5に示すように、モータフレーム26の筒状の周壁部26aに一次冷却液流路26bが形成されている。この一次冷却液経路26bは周壁部26aの内部に形成された円筒状の空間であり、周壁部26aの長さ方向に延びている。詳細には、一次冷却液経路26bの下端側は閉鎖端となっており、周壁部26aに形成された一次冷却液入口26cを介してモータフレーム26内の空間(端部プレート41と下部軸受ブラケット44との間の空間)と連通している。一方、一次冷却液経路26bの上端側には、後述する一次冷却液入口管80が接続されており、図4において二点鎖線L1で示すように、熱交換器13からの一次冷却液が一次冷却液入口管80から一次冷却液流路26bに流入する。   First, the circulation system of the primary coolant will be described. As shown in FIGS. 2B, 4, and 5, a primary coolant channel 26 b is formed in the cylindrical peripheral wall portion 26 a of the motor frame 26. The primary coolant passage 26b is a cylindrical space formed inside the peripheral wall portion 26a, and extends in the length direction of the peripheral wall portion 26a. More specifically, the lower end side of the primary coolant passage 26b is a closed end, and the space (the end plate 41 and the lower bearing bracket) in the motor frame 26 through the primary coolant inlet 26c formed in the peripheral wall portion 26a. 44). On the other hand, a primary coolant inlet pipe 80, which will be described later, is connected to the upper end side of the primary coolant path 26b, and the primary coolant from the heat exchanger 13 is primary as shown by a two-dot chain line L1 in FIG. The coolant flows from the coolant inlet pipe 80 into the primary coolant channel 26b.

一次冷却液を循環させるために、スラストカラー48に羽根車としての機能を持たせている。図5を参照すると、スラストカラー48にはその下端から延びる軸方向流路48aと、軸方向流路48aから放射状に延びる径方向流路48bが形成されている。軸方向流路48aは、端部プレート41と下部軸受ブラケット44の下側部品42の間の空間に開口している。一方、径方向流路48bは、スラストカラー48の外周と下部軸受ブラケット44の下側部品42及び上側部品43により形成される円環状の空間に開口している。また、下部軸受ブラケット44の上側部品43には、前述のスラストカラー48の外周と下部軸受ブラケット44の下側部品42及び上側部品43により形成された円環状の空間と回転子27及び固定子29が収容された空間とを連通させる流路43aが形成されている。従って、図5において二点鎖線L2で示すように、一次冷却液入口26cから流入した一次冷却液は、スラストカラー48を経て回転子2と固定子29が収容された空間に達する。   In order to circulate the primary coolant, the thrust collar 48 has a function as an impeller. Referring to FIG. 5, the thrust collar 48 is formed with an axial flow path 48a extending from the lower end and a radial flow path 48b extending radially from the axial flow path 48a. The axial flow path 48 a opens in a space between the end plate 41 and the lower part 42 of the lower bearing bracket 44. On the other hand, the radial flow path 48 b opens in an annular space formed by the outer periphery of the thrust collar 48 and the lower part 42 and the upper part 43 of the lower bearing bracket 44. Further, the upper part 43 of the lower bearing bracket 44 includes an annular space formed by the outer periphery of the thrust collar 48 and the lower part 42 and the upper part 43 of the lower bearing bracket 44, the rotor 27 and the stator 29. A flow path 43a is formed to communicate with the space in which the water is accommodated. Therefore, as indicated by a two-dot chain line L2 in FIG. 5, the primary cooling liquid flowing in from the primary cooling liquid inlet 26c reaches the space in which the rotor 2 and the stator 29 are accommodated via the thrust collar 48.

一方、図4に最も明瞭に示すように、モータフレーム26の上端側では、上側端部プレート39に液中モータ12の内部と連通する一次冷却液出口39aが穿設されており、この一次冷却液出口39aは後述する一次冷却液出口管81が接続されている。また、上部軸受ブラケット34には回転子27及び固定子29が収容された空間と一次冷却液出口39a側を連通させる流路34aが形成されている。従って、図4において二点鎖線L3で示すように、回転子27及び固定子29が収容された空間から一次冷却液出口39aへ向けて一次冷却液が流れる。   On the other hand, as shown most clearly in FIG. 4, on the upper end side of the motor frame 26, the upper end plate 39 is provided with a primary coolant outlet 39a communicating with the inside of the submerged motor 12, and this primary cooling is performed. The liquid outlet 39a is connected to a primary coolant outlet pipe 81 described later. Further, the upper bearing bracket 34 is formed with a flow path 34a for communicating the space in which the rotor 27 and the stator 29 are accommodated with the primary coolant outlet 39a side. Accordingly, as indicated by a two-dot chain line L3 in FIG. 4, the primary coolant flows from the space in which the rotor 27 and the stator 29 are accommodated toward the primary coolant outlet 39a.

液中モータ12と熱交換器13との間で一次冷却液を循環させるために、いずれもポンプ部11に沿って延びる直管状である一次冷却液入口管80と一次冷却液出口管81が設けられている。一次冷却液入口管80は、下端側がモータケーシング26に形成された一次冷却液流路26bに接続され、上端側が後述する熱交換器13の出口部冷却液共通管88(熱交換器13の出口側)に接続されている。この一次冷却液入口管80を通って熱交換器13で冷却済みの一次冷却液が一次冷却液流路26bへ流れる。一方、一次冷却液出口管81は、下端側が上側端部プレート39に形成された一次冷却液出口39aに接続され、上端側が後述する熱交換器13の入口部冷却液共通管87(熱交換器13の入口側)に接続されている。この一次冷却液出口管81を通ってモータフレーム26の内部から熱交換器13へ一次冷却液が流れる。   In order to circulate the primary cooling liquid between the submerged motor 12 and the heat exchanger 13, a primary cooling liquid inlet pipe 80 and a primary cooling liquid outlet pipe 81 which are both straight pipes extending along the pump unit 11 are provided. It has been. The primary coolant inlet pipe 80 has a lower end connected to a primary coolant channel 26b formed in the motor casing 26, and an upper end connected to an outlet coolant common pipe 88 of the heat exchanger 13 described later (the outlet of the heat exchanger 13). Side). The primary coolant cooled by the heat exchanger 13 flows through the primary coolant inlet pipe 80 to the primary coolant channel 26b. On the other hand, the primary coolant outlet pipe 81 has a lower end connected to a primary coolant outlet 39a formed on the upper end plate 39, and an upper end side of the inlet coolant common pipe 87 (heat exchanger) of the heat exchanger 13 to be described later. 13 inlet side). The primary coolant flows from the inside of the motor frame 26 to the heat exchanger 13 through the primary coolant outlet pipe 81.

次に、熱交換器13について説明する。図1、図2A、及び図3を参照すると、熱交換器13は一端が逆止弁ケーシング23(ポンプ部11の吐出側)に連結され、他端が揚液管4に連結された直管状の吐出管82を備える。吐出管82内にはポンプ部11が吐出する揚液が揚液管4に向けて流れる吐出流路83が形成されている。この吐出流路83内には、一次冷却液がその内部を通る伝熱管群84が配置されている。伝熱管群84は、複数本(本実施形態では8本)の往路側伝熱管85、複数本(本実施形態では8本)の復路側伝熱管86、入口部冷却液共通管(第2の冷却液共通管)87、出口部冷却液共通管(第3の冷却液共通管)88、及び上部冷却液共通管(第1の冷却液共通管)89からなる。   Next, the heat exchanger 13 will be described. Referring to FIGS. 1, 2 </ b> A, and 3, the heat exchanger 13 has one end connected to the check valve casing 23 (discharge side of the pump unit 11) and the other end connected to the pumping pipe 4. The discharge pipe 82 is provided. In the discharge pipe 82, a discharge flow path 83 in which the pumped liquid discharged from the pump unit 11 flows toward the pumped pipe 4 is formed. A heat transfer tube group 84 through which the primary coolant passes is disposed in the discharge channel 83. The heat transfer tube group 84 includes a plurality of (eight in the present embodiment) forward path heat transfer tubes 85, a plurality of (eight in the present embodiment) return path side heat transfer tubes 86, and an inlet portion coolant common pipe (second tube). A cooling liquid common pipe) 87, an outlet cooling liquid common pipe (third cooling liquid common pipe) 88, and an upper cooling liquid common pipe (first cooling liquid common pipe) 89.

往路側伝熱管85と復路側伝熱管86は、揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であり、吐出管82の管壁に沿って配置されている。   The forward-side heat transfer tube 85 and the return-side heat transfer tube 86 are straight tubes extending along the flow direction of the pumped liquid, and are disposed along the tube wall of the discharge tube 82.

入口部冷却液共通管87は吐出流路83の入口83a側に吐出管82の管壁に沿って配置されており、図7に示すように半円環状の閉鎖された管である。入口部冷却液共通管87の底壁(ポンプ部11側の壁)には、一次冷却液出口管81の上端側が連結されている。また、図7に示すように、入口部冷却液共通管87の上壁(揚液管4側の壁)には、8本の往路側伝熱管85の下端側が連結されている。   The inlet coolant common pipe 87 is disposed along the pipe wall of the discharge pipe 82 on the inlet 83a side of the discharge flow path 83, and is a semicircular closed pipe as shown in FIG. The upper end side of the primary coolant outlet pipe 81 is connected to the bottom wall (wall on the pump part 11 side) of the inlet part coolant common pipe 87. Further, as shown in FIG. 7, the lower end side of the eight forward-side heat transfer tubes 85 is connected to the upper wall (wall on the pumped-up tube 4 side) of the inlet-portion coolant common pipe 87.

出口部冷却液共通管88も吐出流路83の入口83a側に吐出管82の管壁に沿って配置されており、図7に示すように半円環状の閉鎖された管である。出口部冷却液共通管88と入口部冷却液共通管87は、吐出流路83内の同一位置(揚液の流れ方向の位置)に配置されている。出口部冷却液共通管88の底壁には、一次冷却液出口管81の上端側が連結されている。また、図7に示すように、出口部冷却液共通管88の上壁には、8本の復路側伝熱管86の下端側が連結されている。   The outlet cooling liquid common pipe 88 is also disposed along the pipe wall of the discharge pipe 82 on the inlet 83a side of the discharge flow path 83, and is a semicircular closed pipe as shown in FIG. The outlet cooling liquid common pipe 88 and the inlet cooling liquid common pipe 87 are disposed at the same position (position in the flow direction of the pumped liquid) in the discharge flow path 83. The upper end side of the primary coolant outlet pipe 81 is connected to the bottom wall of the outlet part coolant common pipe 88. Further, as shown in FIG. 7, the lower end side of the eight return side heat transfer tubes 86 is connected to the upper wall of the outlet portion coolant common pipe 88.

上部冷却液共通管89は吐出流路83の出口83b側に吐出管82の管壁に沿って配置されており、図6に示すように円環状の閉鎖された管である。上部冷却液共通管89の底壁には、8本の往路側伝熱管85及び8本の復路側伝熱管86の上端が連結されている。上部冷却液共通管89には吐出管82と同方向に延びる空気抜き管90が接続されており、この空気抜き管90を介して地表に設置されたヘッドタンク91に接続されている。   The upper coolant common pipe 89 is disposed along the pipe wall of the discharge pipe 82 on the outlet 83b side of the discharge flow path 83, and is an annular closed pipe as shown in FIG. To the bottom wall of the upper coolant common pipe 89, the upper ends of the eight forward-side heat transfer tubes 85 and the eight backward-side heat transfer tubes 86 are connected. An air vent pipe 90 extending in the same direction as the discharge pipe 82 is connected to the upper coolant common pipe 89, and is connected to a head tank 91 installed on the ground surface via the air vent pipe 90.

熱交換器13内で一次冷却液が流れる経路を説明すると、まず液中モータ12からの一次冷却液は一次冷却液出口管81を介して入口部冷却液共通管87に流入し、入口部冷却液共通管87から往路側伝熱管85に流入する。一次冷却液は往路側伝熱管85を通って吐出流路83の出口83b側へ流れ、上部冷却液共通管89へ流入する。さらに、一次冷却液は、上部冷却液共通管89から復路側伝熱管86に流入して吐出流路83の入口側83aに向かって流れ、出口部冷却液共通管88に流入する。往路側伝熱管85及び復路側伝熱管86を通る際に、一次冷却液と吐出流路83を流れる揚液(二次冷却液)との間で熱交換が行われ、それによって一次冷却液が冷却される。一次冷却液は、出口部冷却液共通管88から一次冷却液入口管80に流入し、一次冷却液入口管80を通って液中ポンプ12に戻る。   The path through which the primary coolant flows in the heat exchanger 13 will be described. First, the primary coolant from the submerged motor 12 flows into the inlet coolant common pipe 87 via the primary coolant outlet pipe 81 and cools the inlet. The liquid common pipe 87 flows into the forward path heat transfer pipe 85. The primary coolant flows through the forward-side heat transfer tube 85 to the outlet 83 b side of the discharge channel 83 and flows into the upper coolant common tube 89. Further, the primary cooling liquid flows from the upper cooling liquid common pipe 89 into the return path heat transfer pipe 86, flows toward the inlet side 83 a of the discharge flow path 83, and flows into the outlet portion cooling liquid common pipe 88. When passing through the forward-side heat transfer tube 85 and the backward-side heat transfer tube 86, heat exchange is performed between the primary coolant and the pumped liquid (secondary coolant) flowing through the discharge passage 83, whereby the primary coolant is To be cooled. The primary coolant flows into the primary coolant inlet pipe 80 from the outlet coolant common pipe 88 and returns to the submerged pump 12 through the primary coolant inlet pipe 80.

図2A、図4、及び図5を参照すると、液中モータ12よってポンプ部11のポンプ16A〜16Eが駆動されると、スラストカラー48の羽根車効果により一次冷却液が二点鎖線L1〜L4で示す経路で循環する。詳細には、スラストカラー48の羽根車効果で加圧された一次冷却液は、下部軸受ブラケット44、下部ラジアル軸受47、固定子巻線31、及び上部軸受ラジアル軸受ブラケット34を通って一次冷却液出口39aから一次冷却液出口管81に流入する(図5の二点鎖線L2及び図4の二点鎖線L3参照)。次に、一次冷却液は、一次冷却液出口管81を通って熱交換器13に流入し、熱交換器13を経て一次冷却液入口管80に流入する(図2Aの二点鎖線L4参照)。前述のように、熱交換器13内では、一次冷却液は入口部冷却液共通管87、往路側伝熱管85、上部冷却液共通管89、復路側伝熱管86、及び出口部冷却液共通管88の順に流れ、往路側伝熱管85及び復路側伝熱管86における揚液との熱交換によって冷却される。さらに、一次冷却液は、一次冷却液入口管80からモータフレーム26の周壁部26aに形成された一次冷却液流路26bに流入し、一次冷却液入口26cからモータフレーム26内に流入してスラストカラー48に戻る(図4の二点鎖線L1及び図5の二点鎖線L2参照)。   Referring to FIGS. 2A, 4, and 5, when the pumps 16 </ b> A to 16 </ b> E of the pump unit 11 are driven by the submerged motor 12, the primary cooling liquid is changed to the two-dot chain lines L <b> 1 to L <b> 4 by the impeller effect of the thrust collar 48. It circulates in the route shown by. Specifically, the primary coolant pressurized by the impeller effect of the thrust collar 48 passes through the lower bearing bracket 44, the lower radial bearing 47, the stator winding 31, and the upper bearing radial bearing bracket 34. It flows into the primary coolant outlet pipe 81 from the outlet 39a (see the two-dot chain line L2 in FIG. 5 and the two-dot chain line L3 in FIG. 4). Next, the primary coolant flows into the heat exchanger 13 through the primary coolant outlet pipe 81, and flows into the primary coolant inlet pipe 80 through the heat exchanger 13 (see the two-dot chain line L4 in FIG. 2A). . As described above, in the heat exchanger 13, the primary coolant is the inlet-portion coolant common tube 87, the forward-side heat transfer tube 85, the upper coolant-common tube 89, the return-side heat transfer tube 86, and the outlet-portion coolant common tube. 88, and is cooled by heat exchange with the pumped liquid in the forward-side heat transfer tube 85 and the backward-side heat transfer tube 86. Further, the primary coolant flows from the primary coolant inlet pipe 80 into the primary coolant channel 26b formed in the peripheral wall portion 26a of the motor frame 26, and flows into the motor frame 26 from the primary coolant inlet 26c. Returning to the collar 48 (see the two-dot chain line L1 in FIG. 4 and the two-dot chain line L2 in FIG. 5).

以上のように、本実施形態の液中モータポンプ1では、モータフレーム26の周壁部26aの内部に一次冷却液流路26bを形成しているので、一次冷却液を液中モータ12と熱交換器13の間で一次冷却液を循環させるための配管を液中モータ12の周囲に配置する必要がなく、液中モータ12の外径をその全長にわたって縮小できる。また、液中モータ12と熱交換器13の間に配置される一次冷却液出口管81と一次冷却液入口管80はいずれもポンプ部11に沿って延びる直管状であるので、ポンプ部の外径も最小化される。従って、液中モータポンプ1の長さ方向全体にわたって外径を縮小でき、より内径の小さい保護管に挿通して使用することができる。また、モータフレーム26は液中モータの全長を覆うので、熱変換効率が高く、かつ一次冷却液流路26bにより一次冷却液を液中モータ11の最下部まで導いて効率的な冷却が可能である。さらに、熱交換器13が備える吐出流路83内に配置された往路側伝熱管85と復路側伝熱管86は、いずれも揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であるので、管内流速による損失水頭を低減できる。   As described above, in the submerged motor pump 1 of the present embodiment, the primary coolant flow path 26b is formed inside the peripheral wall portion 26a of the motor frame 26, so that the primary coolant is heat exchanged with the submerged motor 12. It is not necessary to arrange a pipe for circulating the primary coolant between the vessels 13 around the submerged motor 12, and the outer diameter of the submerged motor 12 can be reduced over its entire length. In addition, since the primary coolant outlet pipe 81 and the primary coolant inlet pipe 80 disposed between the submerged motor 12 and the heat exchanger 13 are both straight pipes extending along the pump section 11, the outside of the pump section. The diameter is also minimized. Therefore, the outer diameter can be reduced over the entire length of the submerged motor pump 1, and it can be used by being inserted into a protective tube having a smaller inner diameter. Further, since the motor frame 26 covers the entire length of the submerged motor, the heat conversion efficiency is high, and the primary cooling liquid channel 26b guides the primary cooling liquid to the lowermost part of the submerged motor 11, thereby enabling efficient cooling. is there. Furthermore, since both the forward-side heat transfer pipe 85 and the backward-side heat transfer pipe 86 arranged in the discharge flow path 83 provided in the heat exchanger 13 are straight pipes that extend along the flow direction of the pumped liquid, Loss head can be reduced.

次に、液中モータ12への給電方式について説明する。図1に示すように、液中モータ12に動力ケーブル64から給電するために、複数の複数の水密構造のコネクタ61(本実施形態では図8に示すように3個)を液中モータポンプ1に設けている。このコネクタ61は液中モータ12の固定子巻線31に電気的に接続されたレセプタクル62と、保護管(図3参照)内を通って地表側の電源ないしは電力系統まで延びる動力ケーブル64に設けられた、かつレセプタクル62の嵌め込まれるプラグ63とからなる。このコネクタにより液中モータポンプ1から動力ケーブル64を分離できるので、取扱性、運搬性が向上する。   Next, a method for supplying power to the submerged motor 12 will be described. As shown in FIG. 1, in order to supply power to the submerged motor 12 from the power cable 64, a plurality of watertight connectors 61 (three in this embodiment as shown in FIG. 8) are connected to the submerged motor pump 1. Provided. This connector 61 is provided on a receptacle 62 electrically connected to the stator winding 31 of the submerged motor 12 and a power cable 64 extending through a protective tube (see FIG. 3) to the power supply on the ground side or to the power system. And a plug 63 into which the receptacle 62 is fitted. Since the power cable 64 can be separated from the submerged motor pump 1 by this connector, handling and transportability are improved.

図9を参照すると、コネクタ61のレセプタクル62(液中モータ12側)は、シェル66内に雄型コンタクト67とピンインシュレータ68を備える。一方、コネクタ61(動力ケーブル64側)のプラグ63は、エンドベル69,70内で動力ケーブル64に電気的に接続された雌型コンタクト71とソケットインシュレータ72を備える。雌型コネクタ61とソケットインシュレータ72はエンドベル69の先端から突出している。また、エンドベル69は先端にカップリングナット73を備えている。レセプタクル62にプラグ63を差し込むと、雄型コンタクト67が雌型コンタクト71に差し込まれて液中モータ12側と動力ケーブル64側が電気的に接続されると共に、ピンインシュレータ68がソケットインシュレータ72に差し込まれる。レセプタクル62とプラグ63の結合完了後、カップリングナット73がレセプタクル62のシェル68に螺合され、さらにプラグ63の内部にレジンが充填される。   Referring to FIG. 9, the receptacle 62 (submerged motor 12 side) of the connector 61 includes a male contact 67 and a pin insulator 68 in the shell 66. On the other hand, the plug 63 of the connector 61 (power cable 64 side) includes a female contact 71 and a socket insulator 72 electrically connected to the power cable 64 in the end bells 69 and 70. The female connector 61 and the socket insulator 72 protrude from the end of the end bell 69. Further, the end bell 69 is provided with a coupling nut 73 at the tip. When the plug 63 is inserted into the receptacle 62, the male contact 67 is inserted into the female contact 71, the submerged motor 12 side and the power cable 64 side are electrically connected, and the pin insulator 68 is inserted into the socket insulator 72. . After the coupling of the receptacle 62 and the plug 63 is completed, the coupling nut 73 is screwed into the shell 68 of the receptacle 62, and the plug 63 is filled with resin.

動力ケーブル64は浸透性、浸水性、及び腐食性を考慮してステンレス等からなる波付金属外装76を施している。この波付金属外装76を採用することにより、液化天然ガス、海水等の動力ケーブル内への侵入を防止しつつ良好な屈曲性も確保できる。さらに動力ケーブル64の外部に特殊ポリエチレン層77を設けることにより、液化天然ガス、海水等に直接設置できるようにしている。   The power cable 64 is provided with a corrugated metal sheath 76 made of stainless steel or the like in consideration of permeability, water immersion, and corrosivity. By adopting this corrugated metal sheath 76, it is possible to ensure good flexibility while preventing intrusion of liquefied natural gas, seawater or the like into the power cable. Further, by providing a special polyethylene layer 77 outside the power cable 64, it can be directly installed in liquefied natural gas, seawater, or the like.

(第2実施形態)
図10から図12は、本発明の第2実施形態に係る水封封入式の高深度用の液中モータポンプ1を示す。
(Second Embodiment)
FIGS. 10 to 12 show a water-sealed high-depth submerged motor pump 1 according to a second embodiment of the present invention.

本実施形態では、液中モータ12は、共通のモータフレーム26内に直列配置された2組の固定子29A,29B及び回転子27A,27Bを備える。また、モータフレーム26内には、互いに隣接する固定子29A,29B及び回転子27A,27Bの組の間でモータ軸28を支持する中間軸受101と、この中間軸受101を保持する中間軸受ブラケット102が配置されている。図12に最も明瞭に示すように、中間軸受ブラケット102には、一次冷却液流路26bの一部を構成する流路102aが形成されている。共通のモータフレーム26内に2組の固定子29A,29B及び回転子27A,27Bを直列配置することで、外径を拡大することなく液中モータ12を高出力化できる。モータフレーム26内に3組以上の固定子と回転子を配置してもよい。   In the present embodiment, the submerged motor 12 includes two sets of stators 29A and 29B and rotors 27A and 27B arranged in series in a common motor frame 26. Further, in the motor frame 26, an intermediate bearing 101 that supports the motor shaft 28 between a pair of stators 29A and 29B and rotors 27A and 27B that are adjacent to each other, and an intermediate bearing bracket 102 that holds the intermediate bearing 101. Is arranged. As shown most clearly in FIG. 12, the intermediate bearing bracket 102 is formed with a flow path 102a that constitutes a part of the primary coolant flow path 26b. By arranging two sets of stators 29A and 29B and rotors 27A and 27B in series in a common motor frame 26, the output of the submerged motor 12 can be increased without increasing the outer diameter. Three or more sets of stators and rotors may be arranged in the motor frame 26.

第2実施形態のその他の構成及び作用は第1実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。   Since other configurations and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本発明の第1実施形態に係る液中モータポンプを示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the submersible motor pump which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る液中モータポンプの上側部分を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the upper part of the submerged motor pump which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る液中モータポンプの下側部分を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the lower part of the submersible motor pump which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る液中モータポンプの据付状態を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the installation state of the submerged motor pump which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の部分IVの部分拡大図。The elements on larger scale of the part IV of FIG. 図1の部分Vの部分拡大図。The elements on larger scale of the part V of FIG. 図1のVI−VI線での断面図。Sectional drawing in the VI-VI line of FIG. 図1のVII−VII線での断面図。Sectional drawing in the VII-VII line of FIG. 図1のVIII−VIII線での断面図。Sectional drawing in the VIII-VIII line of FIG. コネクタを示す部分断面正面図。The partial cross section front view which shows a connector. 本発明の第2実施形態に係る液中モータポンプを示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the submersible motor pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る液中モータポンプの上側部分を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the upper part of the submersible motor pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る液中モータポンプの下側部分を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the lower part of the submersible motor pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図11Bの部分XIIの部分拡大図。FIG. 11B is a partially enlarged view of a portion XII in FIG. 11B.

符号の説明Explanation of symbols

1 液中モータポンプ
2 地下タンク
3 保護管
4 揚液管
5 配管
11 ポンプ部
12 液中モータ
13 熱交換器
15 ポンプ軸
16A〜16E ポンプ
17 ポンプケーシング
18 すべり軸受
19 羽根車
21 接続ケーシング
21a 吸込口
22 中間ケーシング
23 逆止弁ケーシング
24 逆止弁
26 モータフレーム
26a 周壁部
26b 一次冷却液流路
26c 一次冷却液入口
27,27A,28b 回転子
28 モータ軸
29,29A,29B 固定子
31 固定子巻線
34 上部軸受ブラケット
34a 流路
35 シールケーシング
36 スリーブカップリング
37 メカニカルシール
38 圧力調整装置
39 上側端部プレート
39a 一次冷却液出口
41 下側端部プレート
42 下側部品
43 上側部品
43a 流路
44 下部軸受ブラケット
46 上部ラジアル軸受
47 下部ラジアル軸受
48 スラストカラー
48a 軸方向流路
48b 径方向流路
49 下部スラスト軸受
50 上部スラスト軸受
61 コネクタ
62 レセプタクル
63 プラグ
64 動力ケーブル
66 シェル
67 雄型コンタクト
68 ピンインシュレータ
69,70 エンドベル
71 雌型コンタクト
72 ソケットインシュレータ
73 カップリングナット
76 波付金属外装
77 特殊ポリエチレン層
80 一次冷却液入口管
81 一次冷却液出口管
82 吐出管
83 吐出流路
83a 入口側
83b 出口
84 伝熱管群
85 往路側伝熱管
86 復路側伝熱管
87 入口部冷却液共通管
88 出口部冷却液共通管
89 上部冷却液共通管
90 空気抜き管
91 ヘッドタンク
101 中間軸受
102 中間軸受ブラケット
102a 流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Submerged motor pump 2 Underground tank 3 Protective pipe 4 Lifting pipe 5 Piping 11 Pump part 12 Submerged motor 13 Heat exchanger 15 Pump shaft 16A-16E Pump 17 Pump casing 18 Slide bearing 19 Impeller 21 Connection casing 21a Inlet 22 intermediate casing 23 check valve casing 24 check valve 26 motor frame 26a peripheral wall portion 26b primary coolant flow path 26c primary coolant inlet 27, 27A, 28b rotor 28 motor shaft 29, 29A, 29B stator 31 stator winding Line 34 Upper bearing bracket 34a Flow path 35 Seal casing 36 Sleeve coupling 37 Mechanical seal 38 Pressure adjustment device 39 Upper end plate 39a Primary coolant outlet 41 Lower end plate 42 Lower part 43 Upper part 43a Flow path 44 Lower part Bearing bra 46 Upper radial bearing 47 Lower radial bearing 48 Thrust collar 48a Axial flow path 48b Radial flow path 49 Lower thrust bearing 50 Upper thrust bearing 61 Connector 62 Receptacle 63 Plug 64 Power cable 66 Shell 67 Male contact 68 Pin insulator 69 , 70 End bell 71 Female contact 72 Socket insulator 73 Coupling nut 76 Corrugated metal exterior 77 Special polyethylene layer 80 Primary coolant inlet pipe 81 Primary coolant outlet pipe 82 Discharge pipe 83 Discharge flow path 83a Inlet side 83b Outlet 84 Heat transfer pipe Group 85 Outgoing side heat transfer tube 86 Return side heat transfer tube 87 Inlet cooling liquid common pipe 88 Outlet cooling liquid common pipe 89 Upper cooling liquid common pipe 90 Air vent pipe 91 Head tank 101 Intermediate bearing 102 Intermediate bearing bracket 102a channel

Claims (6)

ポンプ部と、このポンプ部と直列に配置された前記ポンプ部を駆動するための液中モータと、前記液中モータのモータフレーム内に封入された一次冷却液と前記ポンプ部の揚液である二次冷却液との熱交換を行うための熱交換器とを備える液中モータポンプにおいて、
前記熱交換器は、一端が前記ポンプ部の吐出側に接続されて他端が揚液管に接続され、前記ポンプ部が吐出する揚液が通る吐出流路を備える直管状の吐出管と、前記吐出流路内に配管され、前記一次冷却液が通る伝熱管群とを備え、
前記モータフレームは、前記液中モータの全長を覆い、
前記モータフレーム内からの一次冷却液出口と前記伝熱管群の入口側とを接続する、前記ポンプ部に沿って延びる直管状の一次冷却液出口管と、
前記モータフレームの周壁部の内部にこの周壁部の長さ方向に延びるように形成され、一端が前記モータフレーム内への一次冷却液入口に接続された一次冷却液流路と、
前記伝熱管群の出口側と前記一次冷却液流路の他端とを接続する、前記ポンプ部に沿って延びる直管状の一次冷却液入口管と
を備えることを特徴とする液中モータポンプ。
A pump unit, a submerged motor for driving the pump unit arranged in series with the pump unit, a primary coolant sealed in a motor frame of the submerged motor, and a pumped liquid of the pump unit In a submerged motor pump comprising a heat exchanger for performing heat exchange with a secondary coolant,
The heat exchanger has one end connected to the discharge side of the pump part and the other end connected to a pumping pipe, and a straight pipe discharge pipe including a discharge channel through which the pumped liquid discharged by the pump part passes, A heat transfer tube group piped in the discharge flow path and through which the primary coolant passes,
The motor frame covers the entire length of the submerged motor,
A straight tubular primary coolant outlet pipe extending along the pump portion, connecting a primary coolant outlet from the motor frame and an inlet side of the heat transfer tube group;
A primary coolant passage formed inside the peripheral wall portion of the motor frame so as to extend in the length direction of the peripheral wall portion, and having one end connected to a primary coolant inlet into the motor frame;
A submerged motor pump, comprising: a straight tubular primary coolant inlet pipe extending along the pump portion that connects an outlet side of the heat transfer tube group and the other end of the primary coolant flow path.
前記液中モータの駆動軸と連動して回転して前記一次冷却液を加圧し、前記モータフレーム内から、前記一次冷却液出口、前記一次冷却液出口管、前記伝熱管群、前記一次冷却液入口管、前記一次冷却液経路、及び前記一次冷却液入口を経て前記モータフレーム内に戻る流路で前記一次冷却水を循環させる回転体を備えることを特徴とする、請求項1に記載の液中モータポンプ。   Rotating in conjunction with the drive shaft of the submerged motor to pressurize the primary coolant, and from the motor frame, the primary coolant outlet, the primary coolant outlet tube, the heat transfer tube group, the primary coolant 2. The liquid according to claim 1, further comprising: a rotating body that circulates the primary cooling water through an inlet pipe, the primary cooling liquid path, and a flow path that returns to the motor frame through the primary cooling liquid inlet. Medium motor pump. 前記伝熱管群は、
前記吐出流路内に配置され、前記揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であり、かつ前記液中ポンプ側の端部が前記一次冷却液出口管に接続された複数の往路側伝熱管と、
前記吐出流路内に配置され、前記揚液の流れ方向に沿って延びる直管状であり、かつ前記液中ポンプ側の端部が前記一次冷却液入口管と接続された複数の復路側伝熱管と、
前記往路側伝熱管及び前記復路側伝熱管の前記液中ポンプとは反対側の端部が接続された第1の冷却液共通管と
を備えることを特徴とする、請求項2に記載の液中モータポンプ。
The heat transfer tube group is:
A plurality of forward-side heat transfer tubes arranged in the discharge flow channel and extending in the flow direction of the pumped liquid and having an end on the liquid pump side connected to the primary coolant outlet tube When,
A plurality of return-side heat transfer tubes arranged in the discharge flow channel and extending in the flow direction of the pumped liquid, and having an end on the submerged pump side connected to the primary coolant inlet tube When,
The liquid according to claim 2, further comprising: a first coolant common pipe to which ends of the forward path side heat transfer pipe and the backward path side heat transfer pipe opposite to the liquid pump are connected. Medium motor pump.
前記伝熱管群は、
前記複数の往路側伝熱管の前記液中ポンプ側の端部と前記一次冷却液出口管とが接続された第2の冷却液共通管と、
前記複数の復路側伝熱管の前記液中ポンプ側の端部と前記一次冷却液入口管とが接続された第3の冷却液共通管と
を備えることを特徴とする請求項3に記載の液中モータポンプ。
The heat transfer tube group is:
A second coolant common pipe in which the liquid pump side end of the plurality of forward path heat transfer tubes and the primary coolant outlet pipe are connected;
4. The liquid according to claim 3, further comprising: a third coolant common pipe in which ends of the plurality of return-side heat transfer tubes on the submerged pump side and the primary coolant inlet pipe are connected. Medium motor pump.
前記液中モータは、
共通の前記モータフレーム内に直列配置された複数組の固定子及び回転子を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載に液中モータポンプ。
The submerged motor is
The submersible motor pump according to any one of claims 1 to 4, further comprising a plurality of sets of stators and rotors arranged in series in the common motor frame.
前記モータフレーム内に配置され、互いに隣接する前記固定子及び回転子の組の間で前記駆動軸を支持する中間軸受と、
前記中間軸受を保持し、かつ前記一次冷却液流路の一部を構成する流路が形成された中間軸受ブラケットと
をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の液中モータポンプ。
An intermediate bearing disposed within the motor frame and supporting the drive shaft between the stator and rotor pairs adjacent to each other;
The submerged motor pump according to claim 5, further comprising: an intermediate bearing bracket that holds the intermediate bearing and has a flow path that forms a part of the primary coolant flow path.
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