JP2018119513A - 低温流体循環用ポンプ装置および低温流体循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の上記低温液化ガス用ポンプと比べて、低温流体容器の圧力壁からインペラを収容するハウジングへの熱伝導を抑制し得る低温流体循環用ポンプ装置および低温流体循環装置を提供する。【解決手段】インペラ８と、駆動部９，１０，１１，１２と、容器２の壁部と別体として構成されている筐体６，７とを備える。筐体６，７は、インペラ８を内部に収容し容器２内に配置される第１筐体部６と、第１筐体部６と接続されており、かつ駆動部を内部に収容し容器２外に配置される第２筐体部７とを含む。第２筐体部７と容器２の壁部との間を接続する少なくとも１つの第１接続部材１３をさらに備える。【選択図】図２

Description

本発明は、低温流体循環用ポンプ装置および低温流体循環装置に関する。

低温液化ガスなどの低温流体が循環される低温流体循環装置において、低温流体を圧送するための低温流体循環用ポンプ装置が知られている。

特開２０１５−６１９８１号公報（特許文献１）には、低温液化ガスの気相内に配置されたモータと、低温液化ガスの液相内に配置され、モータにより回転駆動されるインペラと、モータとインペラとの間に配置された熱調整部とを備える低温液化ガス用ポンプが開示されている。

特開２０１５−６１９８１号公報に記載の低温液化ガス用ポンプでは、インペラを収容するハウジングは、モータを覆う圧力壁および低温液化ガス容器の圧力壁と、耐圧壁を介して接続されている。

特開２０１５−６１９８１号公報

しかしながら、特開２０１５−６１９８１号公報に記載の低温液化ガス用ポンプでは、低温流体容器の圧力壁に生じた熱が、上記耐圧壁を介してインペラを収容するハウジングに伝わり易いという問題があった。

特に、上記低温液化ガス用ポンプでは、低温流体容器が低温流体の液温よりも極めて高温である空間内に配置される場合、低温流体容器の圧力壁から耐圧壁を介してインペラを収容するハウジングに伝わって、低温流体容器内に浸入する熱量が多くなる。低温流体容器内に浸入する熱量の増加により、低温液化ガスから気化されたガス量が増加する。その結果、上記低温液化ガス用ポンプのポンプ効率が低下する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、従来の上記低温液化ガス用ポンプと比べて、低温流体容器の圧力壁からインペラを収容するハウジングへの熱伝導を抑制し得る低温流体循環用ポンプ装置および低温流体循環装置を提供することにある。

本発明に係る低温流体循環用ポンプ装置は、低温流体を収容する容器の壁部に形成された貫通孔を塞ぐように取り付けられ、低温流体に運動エネルギーを付与する低温流体循環用ポンプ装置である。上記低温流体循環用ポンプ装置は、容器内の低温流体に運動エネルギーを付与するためのインペラと、インペラを駆動するための駆動部と、容器の壁部と別体として構成されている筐体とを備える。駆動部は、筐体に対して位置決めされている磁気軸受と、インペラに接続されており、かつ磁気軸受によって筐体に対して非接触で回転可能に支持されているシャフトと、シャフトを回転させるモータとを含む。筐体は、インペラを内部に収容し容器内に配置される第１筐体部と、第１筐体部と接続されており、かつ駆動部を内部に収容し容器外に配置される第２筐体部とを含む。低温流体循環用ポンプ装置は、筐体の第２筐体部と容器の壁部との間を接続する少なくとも１つの第１接続部材をさらに備える。

上記低温流体循環用ポンプ装置では、少なくとも１つの第１接続部材を構成する材料は、筐体を構成する材料と比べて熱伝導率が低い。

上記低温流体循環用ポンプ装置は、筐体の第１筐体部と容器の壁部との間を接続し、容器の内部を封止する少なくとも１つの封止部材をさらに備える。少なくとも１つの封止部材を構成する材料は、筐体を構成する材料と比べて熱伝導率が低い。

上記低温流体循環用ポンプ装置では、少なくとも１つの第１接続部材を構成する材料は、ステンレス、セラミックス、および合成樹脂からなる群から選択される少なくとも１つである。

上記低温流体循環用ポンプ装置は、複数の第１接続部および複数の封止部材を備える。
上記低温流体循環用ポンプ装置は、少なくとも１つの第１接続部材と別体として構成されており、第２筐体部と第１筐体部との間を接続する少なくとも１つの第３接続部材をさらに備える。

本発明に係る上記低温流体循環装置は、低温流体を収容する容器と、容器と接続されており、低温流体循環用ポンプ装置により運動エネルギーが付与された低温流体を流通させるための流通管路とを備える。

本発明によれば、従来の上記低温液化ガス用ポンプと比べて、低温流体容器の圧力壁からインペラを収容するハウジングへの熱伝導を抑制し得る低温流体循環用ポンプ装置および低温流体循環装置を提供することができる。

実施の形態１に係る低温流体循環装置を示す図である。 実施の形態１に係る低温流体循環用ポンプ装置を示す断面図である。 図２中の線分ＩＩＩ−ＩＩＩから視た断面図である。 実施の形態１に係る低温流体循環用ポンプ装置の接続部材を示す斜視図である。 実施の形態２に係る低温流体循環用ポンプ装置を示す断面図である。 実施の形態３に係る低温流体循環用ポンプ装置を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
＜低温流体循環装置の構成＞
図１に示されるように、低温流体循環装置１は、低温流体循環用ポンプ装置１００と、容器２と、流入部３と、流出部４とを主に備える。

低温流体循環用ポンプ装置１００は、容器２の外部に配置されている部分と、容器２の内部に配置されている部分とを含む。低温流体循環用ポンプ装置１００は、容器２の圧力壁５に取り付けられている。低温流体循環用ポンプ装置１００の詳細は後述する。

容器２は、低温液化ガスなどの低温流体を内部に貯留するためのものである。低温流体は、例えば液体窒素（ＬＮ₂）である。容器２は、耐圧容器として構成されており、圧力壁５を含む。圧力壁５は、容器２において低温流体を貯留する内部空間に面している。圧力壁５は、例えば容器２の上記内部空間の上方に配置されている。圧力壁５には、貫通孔５ａ（図２参照）が配置されている。圧力壁５の当該貫通孔５ａには、低温流体循環用ポンプ装置１００において容器２の内部に配置されている部分が挿通されている。貫通孔５ａの孔軸は、例えば後述するポンプ１００のシャフト９の中心軸と同軸上に配置されている。

圧力壁５において、貫通孔５ａの周囲に位置する部分には、圧力壁５の外周面５ｂに対して内周面側に向かって凹んでいる凹部が配置されている。当該凹部は、後述する固定部材１４がねじ込まれる部分である。圧力壁５を構成する材料は、法令等によって高圧ガスの収容容器の構成材料としての使用が認められている材料であり、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む。

流入部３は、容器２の上記内部空間と接続されている管路を含む。低温流体は、流入部３の当該管路を通って容器２内に流入する。

流出部４は、容器２の上記内部空間と接続されている管路を含む。低温流体は、流出部４の当該管路を通って容器２内から流出する。

流入部３および流出部４は、低温流体が流通する流通管路の一部として構成されている。当該流通管路は、図示しないリザーバタンクおよび図示しない冷凍機を含む。流入部３は、例えばリザーバタンクに接続されている。流出部４は、例えば冷凍機と接続されている。

＜低温流体循環用ポンプ装置の構成＞
図２に示されるように、実施の形態１に係る低温流体循環用ポンプ装置１００（以下、単にポンプとよぶ）は、容器２の圧力壁５に配置された貫通孔５ａを塞ぐように配置される。ポンプ１００は、外郭部材である筐体として、容器２の内部に配置される第１筐体部６と、容器２の外部に配置される第２筐体部７とを備えている。ここで、容器２の内部とは、容器２の圧力壁５の外周面５ｂに対して内側に位置する部分を指し、容器２の外部とは、容器２の圧力壁５の外周面５ｂに対して外側に位置する部分を指す。第１筐体部６および第２筐体部７は、容器２の圧力壁５と別体として構成されている。

図２に示されるように、第１筐体部６は、インペラ８、シャフト９の第１部９ａを内部に収容している。第１筐体部６には、開口部としての流入口６ａおよび流出口６ｂが配置されている。流入口６ａは、第１筐体部６の下方端部に配置され、下方に開口している。流出口６ｂは、インペラ８の中心軸の延在方向（シャフト９の中心軸の延在方向）から視たインペラ８の外周面の接線方向に開口している。

第１筐体部６の上方端部は、第２筐体部７の下方端部と接続され、固定されている。具体的には、第１筐体部６の上方端部の上面において外周側に位置する部分が、第２筐体部７の下方端部の下面に接続され、固定されている。

第１筐体部６の上方端部は、容器２の圧力壁５に配置された貫通孔５ａ内に配置される。第１筐体部６の上方端部は、貫通孔５ａの大部分を塞ぐように構成されている。第１筐体部６の上方端部は、上記延在方向に垂直な径方向（ラジアル方向）において、貫通孔５ａの内周端面と対向する外周端面を有している。第１筐体部６の上方端部は、当該外周端面に対して凹んでいる溝部６ｃを有している。溝部６ｃは、上記延在方向および上記径方向に垂直な周方向に連なっている。第１筐体部６の上方端部は、溝部６ｃ内に配置された後述する封止部材１５を介して圧力壁５と接続されている。溝部６ｃは、後述する封止部材１５と線接触または面接触可能に構成されている。

図２に示されるように、第２筐体部７は、シャフト９の第２部９ｂ、モータ１０、ラジアル磁気軸受１１、およびスラスト磁気軸受１２を内部に収容している。第２筐体部７は、その下方端部よりも上方において、上記径方向の外側に突出しているフランジ部７ａを含む。フランジ部７ａは、上記周方向に連なっている。フランジ部７ａには、複数の貫通孔７ｂが配置されている。好ましくは、フランジ部７ａと第２筐体部７の下方端部との間の上記延在方向の距離は、第１筐体部６の上方端部と圧力壁５の貫通孔５ａとの間の上記径方向の距離よりも長い。

複数の貫通孔７ｂの各々は、シャフト９の中心軸に対する周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。各貫通孔７ｂの孔軸は、例えば上記延在方向に沿っている。各貫通孔７ｂの一端はフランジ部７ａの下面に配置されており、各貫通孔７ｂの他端はフランジ部７ａの上面に配置されている。フランジ部７ａの下面は、圧力壁５の外周面５ｂにおいて貫通孔５ａの全周を囲む部分と、上記延在方向に対向している。フランジ部７ａは、後述する第１接続部材１３を介して圧力壁５の外周面５ｂと接続されている。

第２筐体部７は、例えば第３筐体部７ｃと第４筐体部７ｄとを含む。第３筐体部７ｃは筒状部材である。第４筐体部７ｄは、第３筐体部７ｃの上方端部を覆うように構成された、蓋状部材である。第３筐体部７ｃの下方端部が、第２筐体部７の下方端部を構成している。第３筐体部７ｃの上方端部は、第４筐体部７ｄの下方端部と接触され、固定されている。第２筐体部７の外周面は、例えば大気に曝されている。

第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料は、法令等によって高圧ガスの収容容器の構成材料としての使用が認められている材料であり、例えばＳＵＳまたはＡｌを含む。

インペラ８は、容器２内の低温流体ＬＧに運動エネルギーを付与する。インペラ８は、例えば遠心羽根車として構成されている。インペラ８は、シャフト９の第１部９ａの一端に接続されている。

シャフト９は、第１部９ａおよび第２部９ｂを含む。上記延在方向において、第１部９ａの一端はインペラ８に接続されており、第１部９ａの他端は第２部９ｂの一端に接続されている。第１部９ａの中心軸は、第２部９ｂの中心軸と同軸上に配置されている。シャフト９の中心軸は、第１部９ａおよび第２部９ｂの中心軸であって、インペラ８の中心軸と同軸上に配置されている。シャフト９は、モータ１０により回転駆動される。シャフト９の第２部９ｂは、ラジアル磁気軸受１１およびスラスト磁気軸受１２により非接触で支持されている。シャフト９は、その中心軸がモータ１０の回転軸と同軸となるように支持されている。シャフト９の中心軸の上記延在方向は、例えば鉛直方向に沿っている。

ラジアル磁気軸受１１は、例えば上記延在方向においてモータ１０の両側に２つ配置されている。スラスト磁気軸受１２は、シャフト９の第２部９ｂの他端よりも上方に配置されている。シャフト９、モータ１０、ラジアル磁気軸受１１およびスラスト磁気軸受１２は、インペラ８を回転駆動する駆動部を構成している。

図２に示されるように、ポンプ１００は、第１筐体部６および第２筐体部７とは別体であり、かつ第１筐体部６および第２筐体部７の外部に配置される、複数の第１接続部材１３、複数の固定部材１４、および少なくとも１つの封止部材１５をさらに備える。

図２および図３に示されるように、複数（例えば１２個）の第１接続部材１３の各々は、第２筐体部７のフランジ部７ａと容器２の圧力壁５とを接続している。複数の第１接続部材１３の各々には、内部に貫通孔１３ａが配置されている。図３および図４に示されるように、貫通孔１３ａの一端または他端が配置されている各第１接続部材１３の２つの端面１３ｂは、例えば円環状である。各貫通孔１３ａの孔軸は、上記延在方向に沿っている。各第１接続部材１３は、各貫通孔１３ａの孔軸がフランジ部７ａの各貫通孔７ｂの孔軸と重なるように配置されている。各第１接続部材１３は、上記周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。複数の第１接続部材１３の各々は、第１筐体部６と接続されていない。第１筐体部６は、第２筐体部７を介して、各第１接続部材１３と接続されている。

複数の第１接続部材１３の一方の端面１３ｂは第２筐体部７のフランジ部７ａの下面と接触している。複数の第１接続部材１３の他方の端面１３ｂは容器２の圧力壁５の外周面５ｂと接触している。複数の第１接続部材１３の各々の端面１３ｂの面積の和は、フランジ部７ａの下面の面積よりも小さい。すなわち、複数の第１接続部材１３の各々の端面１３ｂの面積の和は、圧力壁５の外周面５ｂにおいてフランジ部７ａの下面と対向する部分の面積よりも小さい。

第１接続部材１３を構成する材料は、任意の材料であればよいが、例えばＳＵＳを含む。好ましくは、第１接続部材１３を構成する材料は、第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い材料を含み、例えばセラミックス、または炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）などの合成樹脂を含む。

複数（例えば１２個）の固定部材１４は、第２筐体部７を、第１接続部材１３を介して圧力壁５に固定している。固定部材１４は、例えばネジである。固定部材１４は、フランジ部７ａの貫通孔７ｂ、第１接続部材１３の貫通孔１３ａ、および圧力壁５の上記凹部内に挿通され、当該凹部に固定されている。

固定部材１４を構成する材料は、例えばＳＵＳを含む。好ましくは、固定部材１４を構成する材料は、第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い材料を含み、例えばセラミックス、または炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）などの合成樹脂を含む。

封止部材１５は、容器２内に収容された低温流体から気化した高圧ガスを封止するためのものである。封止部材１５は、例えばＯリングである。封止部材１５は、圧力壁５の貫通孔５ａと第１筐体部６の上方端部との間に配置されている。上記径方向において、封止部材１５の内周端は、第１筐体部６の上方端部に配置された溝部６ｃの内周面と線接触または面接触されており、封止部材１５の外周端は貫通孔５ａの内周端面と線接触または面接触されている。低温流体循環装置１における封止部材１５は、ポンプ１００が容器２に取り付けられていない状態における封止部材１５に対して変形している。

低温流体循環装置１において、封止部材１５と第１筐体部６の上方端部の溝部６ｃとの接触面積、および封止部材１５と貫通孔５ａの内周端面との接触面積は、複数の第１接続部材１３の各々の端面１３ｂ（図４参照）の面積の和よりも小さい。ポンプ１００が容器２に取り付けられていない状態において、封止部材１５の上記径方向に垂直な断面積の最大値は、例えば第１接続部材１３の端面１３ｂ（図４参照）の面積の和よりも小さい。

封止部材１５を構成する材料は、法令等によって低温液体から気化した高圧ガス環境下での使用が認められている材料であり、例えばＳＵＳを含む。好ましくは、封止部材１５を構成する材料は、第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い。より好ましくは、封止部材１５を構成する材料は、第１接続部材１３を構成する材料と比べて、熱伝導率が同等もしくは低い。例えば、第１接続部材１３を構成する材料がステンレス鋼（ＳＵＳ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む場合、封止部材１５を構成する材料がＳＵＳまたはニトリルゴムなどの合成ゴムを含む。

上記の構成を備えるポンプ１００には、容器２の圧力壁５から第１筐体部６に至る熱経路として、以下の２つの熱経路を形成することができる。第１の熱経路は、第１接続部材１３または固定部材１４、および第２筐体部７を通る経路である。第２の熱経路は、封止部材１５を通る経路である。

＜作用効果＞
上述した従来のポンプでは、圧力壁から耐圧壁を介してインペラを収容するハウジングへと至る１つの熱経路が形成されている。耐圧壁は、圧力壁と当該ハウジングとを一直線状にほぼ最短距離で接続している。また、耐圧壁は、十分な耐圧性を実現するため、十分な厚みを有する必要があり、かつ上記圧力壁および上記ハウジングとの間で十分な接触面積を有する必要がある。

これに対し、ポンプ１００によれば、容器２の圧力壁５から第１筐体部６に至る熱経路として、以下の２つの熱経路を形成することができる。第１の熱経路は、第１接続部材１３または固定部材１４、および第２筐体部７を通る経路である。第２の熱経路は、封止部材１５を通る経路である。

ポンプ１００の第１の熱経路の長さは、上述した従来のポンプにおいて圧力壁とインペラを収容するハウジングとの間に耐圧壁を介して形成される熱経路の長さと比べて、長くされ得る。そのため、ポンプ１００の第１の熱経路の熱抵抗は、上記従来の熱経路の熱抵抗と比べて、十分に高められ得る。

さらに、低温流体循環装置１において、封止部材１５は第１筐体部６の上方端部の溝部６ｃと圧力壁５の貫通孔５ａとの間に嵌め合されて変形されている。これにより、封止部材１５と第１筐体部６の上方端部の溝部６ｃとの接触面積および封止部材１５と貫通孔５ａの内周端面との接触面積は、上述した従来のポンプにおける耐圧壁とケーシングとの接触面積および耐圧壁と圧力壁との接触面積と比べて十分に小さくされながらも、封止部材１５が容器２内の高圧ガスを封止することができる。そのため、ポンプ１００の第２の熱経路の熱抵抗は、上記従来の熱経路の熱抵抗と比べて、十分に高められ得る。

その結果、ポンプ１００によれば、従来の上記低温液化ガス用ポンプと比べて、低温流体容器の圧力壁からインペラを収容するハウジングへの熱伝導を抑制し得る。

上記ポンプ１００において、複数の第１接続部材１３の各々を構成する材料は、第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い。

このようにすれば、上記第１の熱経路の熱抵抗は、例えば各第１接続部材１３を構成する材料が第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と同等程度の熱伝導率を有する場合の上記第１の熱経路の熱抵抗と比べて、さらに高められ得る。

上記ポンプ１００において、封止部材１５を構成する材料は、第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い。

このようにすれば、上記第２の熱経路の熱抵抗は、例えば封止部材１５を構成する材料が第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と同等程度の熱伝導率を有する場合の上記第２の熱経路の熱抵抗と比べて、さらに高められ得る。

上記ポンプ１００において、各第１接続部材１３を構成する材料は、ＳＵＳ、セラミックス、および合成樹脂からなる群から選択される少なくとも１つを含む。

このようにすれば、上記第１の熱経路の熱抵抗は、例えば第１接続部材１３を構成する材料が炭素鋼を含む場合の上記第１の熱経路の熱抵抗と比べて、さらに高められ得る。ＳＵＳ、セラミックス、および合成樹脂などの各熱伝導率が、炭素鋼の熱伝導率よりも低いためである。

上記ポンプ１００は、複数の第１接続部材１３を備える。
ポンプ１００が１つの第１接続部材１３を備える場合、当該１つの第１接続部材１３は第２筐体部７の全周を囲む環状の部材として構成されている必要がある。この場合、当該１つの第１接続部材１３の端面の面積は、上記複数の第１接続部材１３の各々の端面１３ｂの端面の面積の和よりも大きくなる。そのため、複数の第１接続部材１３を備えるポンプ１００は、１つの第１接続部材１３を備えるポンプ１００と比べて、第２筐体部７のフランジ部７ａと第１接続部材１３との接触面積を低減することができる。

上記低温流体循環装置１は、ポンプ１００と、低温流体を収容する容器２と、容器２と接続されており、ポンプ１００により運動エネルギーが付与された低温流体を流通させるための流通管路の一部を構成する流入部３および流出部４とを備える。

そのため、低温流体循環装置１は、従来の上記低温液化ガス用ポンプを備える低温流体循環装置と比べて、低温流体容器の圧力壁からインペラを収容するハウジングへの熱伝導を抑制し得る。その結果、低温流体循環装置１は、従来の上記低温流体循環装置と比べて、容器２内の低温流体の気化を抑制でき、低温流体を高効率で循環させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る低温流体循環装置は、基本的に実施の形態１に係る低温流体循環装置１と同様の構成を備えるが、図２に示される低温流体循環用ポンプ装置１００に代えて図５に示される低温流体循環用ポンプ装置１０１を備える点で異なる。

＜低温流体循環用ポンプ装置の構成＞
図５に示されるように、実施の形態２に係る低温流体循環用ポンプ装置（以下、単にポンプとよぶ）１０１は、基本的に実施の形態１に係るポンプ１００と同様の構成を備えるが、複数の第１接続部材１３と別体として構成されており、第１筐体部６と第２筐体部７との間を接続する第２接続部材１６をさらに備える点で異なる。つまり、第２接続部材１６はポンプ１０１の筐体の一部を構成している。

第２接続部材１６は、例えば上記周方向に沿って延在する環状部材である。第２接続部材１６の下面は、第１筐体部６の上方端部の上面において外周側に位置する部分と接触され、固定されている。第２接続部材１６の上面は、第２筐体部７の下方端部の下面と接触され、固定されている。第２接続部材１６は、容器２の圧力壁５の外周面５ｂよりも外側に配置されている。ポンプ１０１において、第２接続部材１６は、封止部材１５と接触していない。第２接続部材１６は、第１筐体部６および第２筐体部７と、任意の方法で固定されていればよいが、例えばボルトにより固定されている。

第２接続部材１６を構成する材料は、第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い材料を含み、例えばセラミックス、または炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）などの合成樹脂を含む。

上記の構成を備えるポンプ１０１には、容器２の圧力壁５から第１筐体部６に至る熱経路として、第１接続部材１３または固定部材１４、第２筐体部７および第２接続部材１６を通る第１の経路と、封止部材１５を通る第２の熱経路とが形成されている。

＜作用効果＞
このようなポンプ１０１は、上記ポンプ１００と基本的に同様の構成を備えるため、ポンプ１００と同様の効果を奏することができる。

さらに、ポンプ１０１の第１の経路には第２接続部材１６が含まれており、かつ第２接続部材１６を構成する材料が第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い材料を含む。そのため、ポンプ１０１の第１の熱経路の熱抵抗は、上記ポンプ１００の第１の経路の熱抵抗と比べて、高められ得る。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る低温流体循環装置は、基本的に実施の形態１に係る低温流体循環装置１と同様の構成を備えるが、図２に示される低温流体循環用ポンプ装置１００に代えて図６に示される低温流体循環用ポンプ装置１０２を備える点で異なる。

＜低温流体循環用ポンプ装置の構成＞
図６に示されるように、実施の形態３に係る低温流体循環用ポンプ装置（以下、単にポンプとよぶ）１０２は、基本的に実施の形態２に係るポンプ１０１と同様の構成を備えるが、第２接続部材１６の上記径方向の内側に位置する内周端面が第１筐体部６の上方端部の外周端面と接触され固定されている点で異なる。

上述のように、第２接続部材１６は、例えば上記周方向に沿って延在する環状部材である。第２接続部材１６の上記径方向の内側に位置する内周端面は、第１筐体部６の上方端部の外周端面と接触され固定されている。第２接続部材１６の上記径方向の内側に位置する外周端面の少なくとも一部は、例えば圧力壁５の貫通孔５ａの内周端面と対向するように配置されている。すなわち、第２接続部材１６の少なくとも一部は、例えば圧力壁５の貫通孔５ａ内に配置されている。

第２接続部材１６は、上記外周端面において貫通孔５ａの内周端面と対向する部分に対して凹んでいる溝部１６ｃを有している。溝部１６ｃは、上記延在方向および上記径方向に垂直な周方向に連なっている。第２接続部材１６は、溝部１６ｃ内に配置された後述する封止部材１５を介して圧力壁５と接続されている。溝部１６ｃは、封止部材１５と線接触または面接触可能に構成されている。つまり、第２接続部材１６はポンプ１０２の筐体の一部を構成している。第２接続部材１６は、容器２の圧力壁５の外周面５ｂよりも内側に配置されている部分と、容器２の圧力壁５の外周面５ｂよりも外側に配置されている部分とを有している。

上述のように、第２接続部材１６を構成する材料は、第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い材料を含み、例えばセラミックス、または炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）などの合成樹脂を含む。

上記の構成を備えるポンプ１０２には、容器２の圧力壁５から第１筐体部６に至る熱経路として、第１接続部材１３または固定部材１４、第２筐体部７および第２接続部材１６を通る第１の経路と、封止部材１５および第２接続部材１６を通る第２の熱経路とが形成されている。

＜作用効果＞
このようなポンプ１０２は、上記ポンプ１００と基本的に同様の構成を備えるため、ポンプ１００と同様の効果を奏することができる。

さらに、ポンプ１０２の第１の経路および第２の経路には第２接続部材１６が含まれており、かつ第２接続部材１６を構成する材料が第１筐体部６および第２筐体部７を構成する材料と比べて熱伝導率が低い材料を含む。そのため、ポンプ１０２の第１の熱経路の熱抵抗は、上記ポンプ１００の第１の経路の熱抵抗と比べて、高められ得る。さらに、ポンプ１０２の第２の熱経路の熱抵抗は、上記ポンプ１００および上記ポンプ１０１の各第１の経路の熱抵抗と比べて、高められ得る。

＜変形例＞
上記低温流体循環装置１、上記ポンプ１００，１０１，１０２は、以下のような構成を有していてもよい。

上記ポンプ１００，１０１，１０２は、１つの第１接続部材１３を備えていてもよい。この場合、当該１つの第１接続部材１３は第２筐体部７の全周を囲む環状部材である。

上記ポンプ１００，１０１，１０２は、複数の封止部材１５を備えていてもよい。例えばポンプ１００，１０１において、複数の封止部材１５の各々は、第１筐体部６の上方端部と圧力壁５との間に、上記延在方向に互いに間隔を隔てて配置されている。この場合、好ましくは、第１筐体部６の上方端部は複数の溝部６ｃを有している。例えばポンプ１０２において、複数の封止部材１５の各々は、第２接続部材１６と圧力壁５との間に、上記延在方向に互いに間隔を隔てて配置されている。この場合、好ましくは、第２接続部材１６は複数の上記溝部を有している。

第２筐体部７のフランジ部７ａは、周方向において間欠的に配置されていてもよい。
圧力壁５には、貫通孔５ａの内周端面に対して凹んでいる溝部が配置されていてもよい。圧力壁５の当該溝部は、第１筐体部６の上記溝部６ｃと上記径方向に対向するように配置されている。圧力壁５の当該溝部は、封止部材１５と線接触または面接触可能に構成されている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 低温流体循環装置、２ 容器、３ 流入部、４ 流出部、５ 圧力壁、５ａ 貫通孔、５ｂ 外周面、６ 第１筐体部、６ａ 流入口、６ｂ 流出口、６ｃ 溝部、７ 第２筐体部、７ａ フランジ部、７ｂ 貫通孔、７ｃ 第３筐体部、７ｄ 第４筐体部、８ インペラ、９ シャフト、９ａ 第１部、９ｂ 第２部、１０ モータ、１１ ラジアル磁気軸受、１２ スラスト磁気軸受、１３ 第１接続部材、１３ａ 貫通孔、１３ｂ 端面、１４ 固定部材、１５ 封止部材、１６ 第２接続部材、１６ｃ 溝部、１００，１０１，１０２ 低温流体循環用ポンプ装置（ポンプ）。

Claims (7)

1. 低温流体を収容する容器の壁部に形成された貫通孔を塞ぐように取り付けられ、低温流体に運動エネルギーを付与する低温流体循環用ポンプ装置であって、
   前記容器内の低温流体に運動エネルギーを付与するためのインペラと、
   前記インペラを駆動するための駆動部と、
   前記容器の前記壁部と別体として構成されている筐体とを備え、
   前記駆動部は、前記筐体に対して位置決めされている磁気軸受と、前記インペラに接続されており、かつ前記磁気軸受によって前記筐体に対して非接触で回転可能に支持されているシャフトと、前記シャフトを回転させるモータとを含み、
   前記筐体は、前記インペラを内部に収容し前記容器内に配置される第１筐体部と、前記第１筐体部と接続されており、かつ前記駆動部を内部に収容し前記容器外に配置される第２筐体部とを含み、
   前記筐体の前記第２筐体部と前記容器の前記壁部との間を接続する少なくとも１つの第１接続部材をさらに備える、低温流体循環用ポンプ装置。
2. 前記少なくとも１つの第１接続部材を構成する材料は、前記筐体を構成する材料と比べて熱伝導率が低い、請求項１に記載の低温流体循環用ポンプ装置。
3. 前記筐体の前記第１筐体部と前記容器の前記壁部との間を接続し、前記容器の内部を封止する少なくとも１つの封止部材をさらに備え、
   前記少なくとも１つの封止部材を構成する材料は、前記筐体を構成する材料と比べて熱伝導率が低い、請求項１または２に記載の低温流体循環用ポンプ装置。
4. 前記少なくとも１つの第１接続部材を構成する材料は、ステンレス、セラミックス、および合成樹脂からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の低温流体循環用ポンプ装置。
5. 複数の前記第１接続部材を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の低温流体循環用ポンプ装置。
6. 前記少なくとも１つの第１接続部材と別体として構成されており、前記第２筐体部と前記第１筐体部との間を接続する少なくとも１つの第２接続部材をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の低温流体循環用ポンプ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の低温流体循環用ポンプ装置と、
   低温流体を収容する前記容器と、
   前記容器と接続されており、前記低温流体循環用ポンプ装置により運動エネルギーが付与された低温流体を流通させるための流通管路とを備える、低温流体循環装置。

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