JP2018204518A - Pump and brine circulation device - Google Patents

Pump and brine circulation device Download PDF

Info

Publication number
JP2018204518A
JP2018204518A JP2017109873A JP2017109873A JP2018204518A JP 2018204518 A JP2018204518 A JP 2018204518A JP 2017109873 A JP2017109873 A JP 2017109873A JP 2017109873 A JP2017109873 A JP 2017109873A JP 2018204518 A JP2018204518 A JP 2018204518A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
motor
brine
main shaft
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017109873A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
幸三 真武
Kozo Matake
幸三 真武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2017109873A priority Critical patent/JP2018204518A/en
Publication of JP2018204518A publication Critical patent/JP2018204518A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a pump for circulating brine with good pump efficiency.SOLUTION: A pump 10 for circulating brine for adjusting temperature of an external device 50 is provided. The pump comprises a pump main shaft fitted with an impeller, a pump casing 11 internally housing the pump main shaft, and a motor 100 provided on the side opposite to a discharge pipe of the pump casing in an axial direction of the pump main shaft to rotate the pump main shaft. The motor comprises a rotor and a stator. The rotor is provided in an internal space of the motor in which liquid can be enclosed. The stator is provided in a closed space of the motor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ポンプ及びブライン循環装置に関する。   The present invention relates to a pump and a brine circulation device.

半導体製造装置又は射出装置等の外部装置を冷却又は温度調節することを目的として、ブラインタンクに貯留したブラインを外部装置の熱交換部に圧送するためにポンプが用いられている。このようなポンプとして、例えば縦型多段式の浸漬式ポンプが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In order to cool or adjust the temperature of an external device such as a semiconductor manufacturing device or an injection device, a pump is used to pump the brine stored in the brine tank to the heat exchange section of the external device. As such a pump, for example, a vertical multistage submersible pump is known (for example, see Patent Document 1).

特開2005−330901号公報JP-A-2005-330901

このような縦型多段式のポンプは、ブラインタンクの上方に設置されたモータによりタンク内部に配置された羽根車を駆動するので、モータからタンク内部まで延在する長い主軸を有する。ポンプの吸込口と羽根車は、少量のブラインがタンクに貯留されている場合でもブラインを吸い込むことができるように、できるだけタンクの下部に位置させることが望ましい。このため、従来の縦型多段式のポンプでは、中間ケーシングを複数設けて、羽根車の位置を調整している。しかしながら、中間ケーシングの数が増えるほど、羽根車の吐き出し流路が複雑になり、圧力損失が増加してポンプ効率が悪くなるという問題がある。   Such a vertical multi-stage pump has a long main shaft extending from the motor to the inside of the tank because the impeller disposed inside the tank is driven by a motor installed above the brine tank. It is desirable that the suction port and the impeller of the pump be positioned as low as possible in the tank so that the brine can be sucked even when a small amount of brine is stored in the tank. For this reason, in the conventional vertical multistage pump, a plurality of intermediate casings are provided to adjust the position of the impeller. However, as the number of intermediate casings increases, the discharge flow path of the impeller becomes more complicated, and there is a problem that pressure loss increases and pump efficiency deteriorates.

また、特許文献1に開示されているように、縦型多段式のポンプでは、ブラインがポンプの内部からタンク外部へ漏れ出さないように、ポンプの主軸とモータケーシングとの間にメカニカルシールが設けられる。また、このようなポンプでは、ポンプの主軸の軸受としてボールベアリングが用いられる。しかしながら、メカニカルシール及びボールベアリングは、摩耗により消耗されるので、定期的な交換作業を要する。また、縦型多段式のポンプのモータは、タンク外部に配置されるので、モータを冷却するために冷却ファンを有する。このため、特に高速回転時におけるモータ及びファンの騒音が大きいという問題がある。   Further, as disclosed in Patent Document 1, in the vertical multistage pump, a mechanical seal is provided between the pump main shaft and the motor casing so that the brine does not leak from the inside of the pump to the outside of the tank. It is done. In such a pump, a ball bearing is used as a bearing for the main shaft of the pump. However, since the mechanical seal and the ball bearing are consumed due to wear, periodic replacement work is required. Further, since the motor of the vertical multistage pump is arranged outside the tank, it has a cooling fan to cool the motor. For this reason, there exists a problem that the noise of a motor and a fan especially at the time of high speed rotation is large.

モータの出力は、モータトルクとモータの回転数に比例する。このため、モータの出力を大きくするためには、モータトルク又はモータの回転数を大きくする必要がある。しかしながら、上述したように、モータの回転数を大きくするとモータ及びファンの騒音が大きくなるし、回転数の上昇によりメカニカルシール及びボールベアリングの交換頻度を高くするおそれがある。このため、従来の縦型多段式のポンプでは、ある程度のモータ出力を得るためには、モータトルクを大きく、即ちモータそのもののサイズを大きくせざるを得ない。よって、タンク外部にモータを配置するスペースが大きくなる傾向があった。   The output of the motor is proportional to the motor torque and the motor speed. For this reason, in order to increase the output of the motor, it is necessary to increase the motor torque or the rotational speed of the motor. However, as described above, when the rotation speed of the motor is increased, the noise of the motor and the fan increases, and there is a possibility that the replacement frequency of the mechanical seal and the ball bearing is increased due to the increase in the rotation speed. For this reason, in a conventional vertical multistage pump, in order to obtain a certain level of motor output, the motor torque must be increased, that is, the size of the motor itself must be increased. Therefore, there is a tendency that a space for arranging the motor outside the tank becomes large.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ポンプ効率の良好なブラインを循環させるためのポンプを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and one of its purposes is to provide a pump for circulating brine having good pump efficiency.

本発明の一形態によれば、外部装置の温度調節を行うためのブラインを循環させるポンプが提供される。このポンプは、羽根車が取り付けられたポンプ主軸と、前記ポンプ主軸
を内部に収容するポンプケーシングと、前記ポンプ主軸の軸方向において前記ポンプケーシングの吐出管とは反対側に設けられた、前記ポンプ主軸を回転させるためのモータと、を有する。前記モータは、ロータ及びステータを有し、前記ロータは液体を封入可能な前記モータの内部空間内に設けられ、前記ステータは前記モータの密閉空間内に設けられる。
According to one aspect of the present invention, a pump for circulating brine for adjusting the temperature of an external device is provided. The pump includes a pump main shaft to which an impeller is attached, a pump casing that houses the pump main shaft, and a pump casing that is provided on a side opposite to a discharge pipe of the pump casing in an axial direction of the pump main shaft. And a motor for rotating the main shaft. The motor includes a rotor and a stator, and the rotor is provided in an internal space of the motor that can enclose liquid, and the stator is provided in a sealed space of the motor.

本実施形態に係るポンプを使用したブライン循環装置の概略図である。It is the schematic of the brine circulating apparatus using the pump which concerns on this embodiment. 図1に示したポンプの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the pump shown in FIG. 図1に示したモータの断面図である。It is sectional drawing of the motor shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。図1は、本実施形態に係るポンプを使用したブライン循環装置の概略図である。図1には、ブライン循環装置30と、半導体製造装置又は射出装置等の外部装置50とが示されている。ブライン循環装置30は、外部装置の温度調節を行うために、温度調節したブラインを外部装置とブライン循環装置30との間で循環させるように構成される。具体的には、ブライン循環装置は、外部装置が半導体製造装置である場合には例えば半導体ウェハを支持するサセプタを冷却し、外部装置が射出装置である場合には例えば金型を予熱するように構成される。本明細書におけるブラインとは、例えば水、プロピレングリコール水溶液、油、及びフロリナート(登録商標)等の熱媒体をいう。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings described below, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 is a schematic view of a brine circulating apparatus using a pump according to the present embodiment. FIG. 1 shows a brine circulation device 30 and an external device 50 such as a semiconductor manufacturing device or an injection device. The brine circulation device 30 is configured to circulate the temperature-adjusted brine between the external device and the brine circulation device 30 in order to adjust the temperature of the external device. Specifically, the brine circulation device cools, for example, a susceptor that supports a semiconductor wafer when the external device is a semiconductor manufacturing device, and preheats a mold, for example, when the external device is an injection device. Composed. The brine in the present specification refers to a heat medium such as water, aqueous propylene glycol solution, oil, and Fluorinert (registered trademark).

図1に示すように、ブライン循環装置30は、ポンプ10と、吐出管12と、タンク31と、ブライン配管32と、冷凍機33と、戻り配管34を有する。吐出管12は、ポンプ10に接続され、ポンプ10が圧送するブラインをブライン配管32に供給する。タンク31は、外部装置の温度調節を行うためのブラインを貯留する。ポンプ10は、その少なくとも一部がタンク31内に収容され、タンク31内のブラインを吐出管12を介してブライン配管32に圧送するように構成される。ブライン配管32は、一端が吐出管12に接続され、外部装置50を通過して、他端が戻り配管34に接続される。即ち、ブライン配管32は、ポンプ10から圧送されたブラインを外部装置50に供給し、そのブラインをタンク31に戻すように構成される。冷凍機33は、ブライン配管32を通過するブラインの温度を調節するための温度調節装置の一例である。具体的には、冷凍機33は、ブライン配管32を通過するブラインを冷却するように構成される。なお、本実施形態では、外部装置50を冷却するために、温度調節装置の一例として冷凍機33が設けられているが、これに限らず、外部装置50に応じて、例えばヒータ等の温度調節装置を採用することができる。戻り配管34は、ブライン配管32からのブラインをタンク31内に戻すように構成される。   As shown in FIG. 1, the brine circulation device 30 includes a pump 10, a discharge pipe 12, a tank 31, a brine pipe 32, a refrigerator 33, and a return pipe 34. The discharge pipe 12 is connected to the pump 10 and supplies the brine pipe 32 with the brine pumped by the pump 10. The tank 31 stores a brine for adjusting the temperature of the external device. The pump 10 is configured so that at least a part of the pump 10 is accommodated in the tank 31 and the brine in the tank 31 is pumped to the brine pipe 32 via the discharge pipe 12. One end of the brine pipe 32 is connected to the discharge pipe 12, passes through the external device 50, and the other end is connected to the return pipe 34. That is, the brine pipe 32 is configured to supply the brine pumped from the pump 10 to the external device 50 and return the brine to the tank 31. The refrigerator 33 is an example of a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the brine passing through the brine pipe 32. Specifically, the refrigerator 33 is configured to cool the brine that passes through the brine pipe 32. In the present embodiment, the refrigerator 33 is provided as an example of a temperature adjustment device in order to cool the external device 50. However, the present invention is not limited to this. A device can be employed. The return pipe 34 is configured to return the brine from the brine pipe 32 into the tank 31.

図示のように、ポンプ10は、タンク31内に吊り下げ支持され、一部がブライン中に浸漬される縦型の浸漬式ポンプである。具体的には、ポンプ10は、ポンプケーシング11と、モータ100と、を有する。なお、吐出管12がポンプ10の一部を構成していてもよい。ポンプケーシング11は、後述する羽根車及びポンプ主軸(図2参照)を内部に収容し、ポンプ10が圧送するブラインの流路を構成する。吐出管12は、ポンプケーシング11の上端に接続されて上方に延在し、ポンプケーシング11内を通過するブラインをブライン配管32に吐き出すように構成される。モータ100は、ポンプ主軸(図2参照)を回転させるように構成され、図示のように、ポンプ主軸の軸方向(図中上下方向)において、吐出管12とは反対側のポンプケーシング11に設けられる。即ち、モータ100は、モータ軸が上方に延在するように配置される。モータ100は、ブラインの内部に浸漬して使用することができる液中モータである。   As shown in the figure, the pump 10 is a vertical immersion pump that is supported in a suspended manner in a tank 31 and is partially immersed in brine. Specifically, the pump 10 includes a pump casing 11 and a motor 100. The discharge pipe 12 may constitute a part of the pump 10. The pump casing 11 houses an impeller and a pump main shaft (see FIG. 2), which will be described later, and constitutes a brine flow path that is pumped by the pump 10. The discharge pipe 12 is connected to the upper end of the pump casing 11 and extends upward, and is configured to discharge the brine passing through the pump casing 11 to the brine pipe 32. The motor 100 is configured to rotate a pump main shaft (see FIG. 2), and is provided in a pump casing 11 opposite to the discharge pipe 12 in the axial direction (vertical direction in the drawing) of the pump main shaft as shown in the figure. It is done. That is, the motor 100 is arranged such that the motor shaft extends upward. The motor 100 is a submerged motor that can be used by being immersed in a brine.

タンク31は、開口部31aを有する。開口部31aは、タンク蓋35により閉止される。タンク蓋35は、例えばボルト等によりタンク31に固定される。吐出管12は、タンク蓋35を貫通し、タンク蓋35に溶接等により固定される。ポンプケーシング11が吐出管12と接続されることにより、ポンプ10は、タンク蓋35によって吊下げ支持される。タンク蓋35には、さらに、口出線(リードワイヤ)36が貫通し、その穴はゴムパッキン37により封止される。口出線36は、モータ100と、タンク31の外部に設けられた交流電源39とをコネクタ41を介して電気的に接続する。さらに、ブライン循環装置30は、インバータ38を有する。インバータ38は、交流電源39の周波数を変更することで、モータ100の回転数を制御するように構成される。また、タンク31の壁面には、安全弁40が設けられる。安全弁40は、ブラインの温度上昇等によりタンク31の圧力が高くなりすぎたときに、タンク31内の圧力を外部に逃がすように構成される。なお、安全弁40は、図1に示されるようにタンク31の壁面に設けられてもよいし、タンク蓋35に設けられてもよい。   The tank 31 has an opening 31a. The opening 31 a is closed by the tank lid 35. The tank lid 35 is fixed to the tank 31 with a bolt or the like, for example. The discharge pipe 12 penetrates the tank lid 35 and is fixed to the tank lid 35 by welding or the like. The pump 10 is suspended and supported by the tank lid 35 by connecting the pump casing 11 to the discharge pipe 12. Further, a lead wire (lead wire) 36 passes through the tank lid 35, and the hole is sealed with a rubber packing 37. The lead wire 36 electrically connects the motor 100 and an AC power source 39 provided outside the tank 31 via a connector 41. Further, the brine circulation device 30 has an inverter 38. The inverter 38 is configured to control the rotation speed of the motor 100 by changing the frequency of the AC power supply 39. A safety valve 40 is provided on the wall surface of the tank 31. The safety valve 40 is configured to release the pressure in the tank 31 to the outside when the pressure in the tank 31 becomes too high due to a rise in brine temperature or the like. The safety valve 40 may be provided on the wall surface of the tank 31 as shown in FIG. 1 or may be provided on the tank lid 35.

次に、図1に示したポンプ10の構造について詳細に説明する。図2は、図1に示したポンプ10の部分拡大断面図である。図2に示すように、ポンプ10のポンプケーシング11は、吐出ケーシング11a、上部ケーシング11b、中間ケーシング11c、及び吸込ケーシング11dを含む。また、ポンプケーシング11の中間ケーシング11cと吸込ケーシング11dとの間には、ブラインを吸い込むための吸込口13が設けられている。吐出ケーシング11aは、図1に示した吐出管12に接続される。   Next, the structure of the pump 10 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 2 is a partial enlarged cross-sectional view of the pump 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the pump casing 11 of the pump 10 includes a discharge casing 11a, an upper casing 11b, an intermediate casing 11c, and a suction casing 11d. A suction port 13 for sucking brine is provided between the intermediate casing 11c of the pump casing 11 and the suction casing 11d. The discharge casing 11a is connected to the discharge pipe 12 shown in FIG.

ポンプケーシング11の内部には、モータ100のモータ軸(図3参照)とカップリング等を介して結合したポンプ主軸14が延在する。ポンプ主軸14には、複数の羽根車15が取り付けられる。複数の羽根車15は、ポンプ主軸14の回転に伴って回転し、遠心力によりブラインを昇圧して吐出ケーシング11aに向かってブラインを圧送する。ポンプ主軸14のモータ100とは反対側の端部近傍は、すべり軸受16によって支持される。   A pump main shaft 14 coupled to a motor shaft (see FIG. 3) of the motor 100 via a coupling or the like extends inside the pump casing 11. A plurality of impellers 15 are attached to the pump main shaft 14. The plurality of impellers 15 rotate along with the rotation of the pump main shaft 14, pressurize the brine by centrifugal force, and pump the brine toward the discharge casing 11a. The vicinity of the end of the pump main shaft 14 opposite to the motor 100 is supported by a slide bearing 16.

次に、図1に示したモータ100の構造について詳細に説明する。図3は、図1に示したモータ100の断面図である。モータ100は、ブラインの内部に浸漬されて使用される液中モータであり、且つモータ内部に液体を収容する液封式モータである。図3に示すように、モータ100は、ケーシング101を備える。ケーシング101は、筒状のフレーム102、第1のフレーム側板120、及び第2のフレーム側板130を有する。また、モータ100は、フレーム102内に固定されたステータ(固定子)104、ステータ104の内側に設けられたロータ(回転子)107、及びロータ107に取り付けられたモータ主軸110を備える。さらに、モータ100は、ステータ104とロータ107との間に介在する筒状のキャン111を備える。   Next, the structure of the motor 100 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 3 is a cross-sectional view of the motor 100 shown in FIG. The motor 100 is a submerged motor that is used by being immersed in a brine, and is a liquid ring motor that contains liquid inside the motor. As shown in FIG. 3, the motor 100 includes a casing 101. The casing 101 includes a cylindrical frame 102, a first frame side plate 120, and a second frame side plate 130. The motor 100 includes a stator (stator) 104 fixed in the frame 102, a rotor (rotor) 107 provided inside the stator 104, and a motor main shaft 110 attached to the rotor 107. Further, the motor 100 includes a cylindrical can 111 interposed between the stator 104 and the rotor 107.

ステータ104は、電磁鋼板を積層して形成されるステータコア105と、ステータコア105に巻かれるステータコイル106と、を有する。ステータコイル106には、ステータコイル106に通電するためのケーブルコネクタ112が接続されている。ロータ107は、積層した電磁鋼板と二次導体109と、を有する。本実施形態のモータ100は、誘導電動機であるが、永久磁石をロータに配置した、いわゆる永久磁石モータとしてもよい。永久磁石モータは励磁回路が不要であるので、誘導電動機に比べて高効率にすることができ且つ長手方向の長さをより短く設計することができる。本実施形態のように、有限長のタンク31内にモータポンプを設置する場合は、永久磁石モータの方が好ましい。モータ100では、ステータコイル106への通電による回転磁界によってロータ107がフレーム102内で回転し、ロータ107の回転に伴ってモータ主軸110も回転する。   Stator 104 has a stator core 105 formed by laminating electromagnetic steel plates, and a stator coil 106 wound around stator core 105. A cable connector 112 for energizing the stator coil 106 is connected to the stator coil 106. Rotor 107 includes laminated electromagnetic steel sheets and secondary conductor 109. Although the motor 100 of this embodiment is an induction motor, it may be a so-called permanent magnet motor in which a permanent magnet is disposed on a rotor. Since a permanent magnet motor does not require an excitation circuit, it can be more efficient than an induction motor and can be designed to have a shorter length in the longitudinal direction. When the motor pump is installed in the finite-length tank 31 as in this embodiment, a permanent magnet motor is preferable. In the motor 100, the rotor 107 is rotated in the frame 102 by the rotating magnetic field generated by energizing the stator coil 106, and the motor main shaft 110 is also rotated with the rotation of the rotor 107.

第1のフレーム側板120は、ポンプ10が接続されない側の端部(反負荷側の端部)を覆うように設けられる。具体的には、第1のフレーム側板120は、ボルト184によって反負荷側ブラケット122に固定されている。一方、第2のフレーム側板130は、ポンプ10が接続される側の端部(負荷側の端部)を覆うように設けられる。具体的には、第2のフレーム側板130は、ボルト194によって負荷側ブラケット131に固定されている。   The first frame side plate 120 is provided so as to cover the end portion on the side to which the pump 10 is not connected (end portion on the anti-load side). Specifically, the first frame side plate 120 is fixed to the anti-load side bracket 122 by bolts 184. On the other hand, the second frame side plate 130 is provided so as to cover the end (load side end) on the side to which the pump 10 is connected. Specifically, the second frame side plate 130 is fixed to the load side bracket 131 by bolts 194.

キャン111は、ステータ104が配置される外周側のステータ室(密閉空間の一例に相当する)と、ロータ107が配置される内周側のロータ室(内部空間の一例に相当する)と、を隔離する。ステータ室には、ステータ104等から発生する熱を冷却するために、絶縁性の冷却油115が封入されている。また、ロータ室には、ロータ107等から発生する熱を冷却するとともにモータ主軸110の摺動性を向上させるために、封入液114が封入されている。キャン111は、封入液114と冷却油115とが互いに混入しないように、ステータ室とロータ室とを隔離する。このように、キャン111によってステータ室とロータ室とが隔離されることにより、冷却油115がモータ100の外部に放出されるのを防止しつつ、絶縁性の冷却油115によってステータ104を冷却することができる。   The can 111 includes an outer stator chamber (corresponding to an example of a sealed space) in which the stator 104 is disposed, and an inner rotor chamber (corresponding to an example of an internal space) in which the rotor 107 is disposed. Isolate. An insulating cooling oil 115 is enclosed in the stator chamber in order to cool the heat generated from the stator 104 and the like. In addition, a sealing liquid 114 is sealed in the rotor chamber in order to cool the heat generated from the rotor 107 and the like and improve the slidability of the motor main shaft 110. The can 111 isolates the stator chamber and the rotor chamber so that the sealing liquid 114 and the cooling oil 115 are not mixed with each other. As described above, the stator chamber and the rotor chamber are separated by the can 111, so that the cooling oil 115 is prevented from being discharged to the outside of the motor 100, and the stator 104 is cooled by the insulating cooling oil 115. be able to.

本実施形態では、冷却油115として絶縁油であるパラフィン油等が用いられる。また、封入液114としては、例えば水、プロピレングリコール水溶液、油、及びフロリナート(登録商標)等が用いられる。後述するように、ロータ室に封入される封入液114は、ポンプ10が圧送するブラインと同一の液体であることが好ましい。これにより、ロータ室内の封入液114が仮にタンク31内に漏れたとしても、ブラインに影響を与えることがない。   In the present embodiment, paraffin oil or the like that is insulating oil is used as the cooling oil 115. Further, as the sealing liquid 114, for example, water, an aqueous propylene glycol solution, oil, Fluorinert (registered trademark), or the like is used. As will be described later, the sealing liquid 114 sealed in the rotor chamber is preferably the same liquid as the brine pumped by the pump 10. Thereby, even if the sealing liquid 114 in the rotor chamber leaks into the tank 31, the brine is not affected.

モータ100の反負荷側には、ロータ室内の圧力変動を吸収するダイヤフラム182が設けられている。ダイヤフラム182は、ロータ室内の圧力変動に応じて膜を変位させることにより、ロータ室内とモータ100の外圧との圧力変動を吸収する。ダイヤフラム182は、モータ100の定格、モータ100が設置されるブラインの深さ及び温度(例えば、−20℃〜80℃など)、及びマージン等を考慮して、所定の体積量(圧力差)を吸収できるものを用いればよい。   A diaphragm 182 that absorbs pressure fluctuations in the rotor chamber is provided on the non-load side of the motor 100. The diaphragm 182 absorbs the pressure fluctuation between the rotor chamber and the external pressure of the motor 100 by displacing the film in accordance with the pressure fluctuation in the rotor chamber. The diaphragm 182 has a predetermined volume (pressure difference) in consideration of the rating of the motor 100, the depth and temperature of the brine in which the motor 100 is installed (for example, −20 ° C. to 80 ° C., etc.), the margin, and the like. What can be absorbed may be used.

モータ100の反負荷側には、モータ主軸110を軸支するためのラジアル軸受188及びスラスト軸受190が設けられている。一方、モータ100の負荷側には、第2のフレーム側板130と負荷側ブラケット131との間をシールするOリング196、及びモータ主軸110を軸支するためのラジアル軸受198が設けられている。   On the non-load side of the motor 100, a radial bearing 188 and a thrust bearing 190 for supporting the motor main shaft 110 are provided. On the other hand, on the load side of the motor 100, an O-ring 196 that seals between the second frame side plate 130 and the load-side bracket 131 and a radial bearing 198 for supporting the motor main shaft 110 are provided.

第2のフレーム側板130の中央部には、モータ主軸110の先端部をモータ100の外部へ突出させるために、モータ主軸110が貫通可能な貫通孔132が形成されている。モータ主軸110は、貫通孔132を通ってモータ100の外部へ突出し、ポンプ10のポンプ主軸14と接続される。   A through-hole 132 through which the motor main shaft 110 can pass is formed at the center of the second frame side plate 130 so that the tip of the motor main shaft 110 protrudes to the outside of the motor 100. The motor main shaft 110 protrudes to the outside of the motor 100 through the through hole 132 and is connected to the pump main shaft 14 of the pump 10.

本実施形態では、貫通孔132には、封入液114が外部に漏れたり、タンク31内のブラインがモータ100の内部へ侵入したりするのを防止する軸封機構150が設けられている。軸封機構150は、本実施形態では、例えばオイルシール又はメカニカルシールを有することができる。なお、封入液114がブラインと混合されてもよい場合は、軸封機構150を省略することもできる。また、モータ100は、封入液114をロータ室内に供給するための注入口160を有する。   In the present embodiment, the through-hole 132 is provided with a shaft sealing mechanism 150 that prevents the sealing liquid 114 from leaking to the outside and the brine in the tank 31 from entering the motor 100. In this embodiment, the shaft sealing mechanism 150 can have, for example, an oil seal or a mechanical seal. In addition, when the sealing liquid 114 may be mixed with brine, the shaft sealing mechanism 150 can be omitted. The motor 100 also has an inlet 160 for supplying the sealing liquid 114 into the rotor chamber.

以上で説明したブライン循環装置30の作用及び効果について説明する。まず、図1に関連して説明したように、ブライン循環装置30のポンプ10では、モータ100が、ポンプ主軸14の軸方向においてポンプケーシング11の吐出管12とは反対側に設けられている。これにより、ポンプ10をタンク31内に配置したときに、モータ100をブラインに浸漬させることができる。したがって、モータ100は、駆動中、ブラインにより冷却される。このため、モータ100には、タンク31の外部に配置された場合に必要であった冷却ファンを設ける必要が無いので、モータ100の駆動時の冷却ファンによる騒音の発生を防止することができる。また、モータ100がブラインに浸漬されているので、モータ100の駆動による電磁音がブラインに吸収され、タンク外部への騒音を低減することができる。   The operation and effect of the brine circulation device 30 described above will be described. First, as described with reference to FIG. 1, in the pump 10 of the brine circulation device 30, the motor 100 is provided on the opposite side of the pump casing 11 from the discharge pipe 12 in the axial direction of the pump main shaft 14. Thereby, when the pump 10 is arrange | positioned in the tank 31, the motor 100 can be immersed in a brine. Therefore, the motor 100 is cooled by the brine during driving. For this reason, since it is not necessary to provide the motor 100 with a cooling fan that is necessary when the motor 100 is disposed outside the tank 31, it is possible to prevent noise from being generated by the cooling fan when the motor 100 is driven. In addition, since the motor 100 is immersed in the brine, electromagnetic noise due to the driving of the motor 100 is absorbed by the brine, and noise to the outside of the tank can be reduced.

また、モータ100がブラインに浸漬されるので、モータ100の封入液114が仮にロータ室から漏れ出したとしても、タンク31の外部に流出することを防止することができる。タンク31の外部に封入液114が流出するおそれが無いので、モータ100に使用する軸封機構150を省略するか、又は軸封機構150としてメカニカルシールに比べて単純な構造であるオイルシールを採用することができる。また、モータ100は液封式モータであるので、モータ主軸110の回りに液膜を形成することができるので、モータ主軸110の軸受としてラジアル軸受188,198を採用することができる。したがって、本実施形態のモータ100は、従来のように交換頻度の高いメカニカルシール及びボールベアリングを使用する必要が無いので、メンテナンスコストを低減することができる。なお、軸封機構150としてオイルシールを採用した場合において、封入液114がブラインと混合しても問題が無ければ、オイルシールの交換はしなくてもよい。即ち、この場合、オイルシールが交換時期に至ったとしても、オイルシールを交換せずに放置することができる。   Further, since the motor 100 is immersed in the brine, even if the sealing liquid 114 of the motor 100 leaks out of the rotor chamber, it can be prevented from flowing out of the tank 31. Since there is no possibility that the filled liquid 114 flows out of the tank 31, the shaft seal mechanism 150 used in the motor 100 is omitted, or an oil seal having a simple structure as compared with a mechanical seal is adopted as the shaft seal mechanism 150. can do. In addition, since the motor 100 is a liquid ring motor, a liquid film can be formed around the motor main shaft 110, so that radial bearings 188 and 198 can be employed as the bearing of the motor main shaft 110. Therefore, the motor 100 according to the present embodiment does not need to use a mechanical seal and a ball bearing that are frequently exchanged as in the prior art, so that maintenance costs can be reduced. In the case where an oil seal is employed as the shaft seal mechanism 150, the oil seal need not be replaced if there is no problem even if the sealing liquid 114 is mixed with brine. That is, in this case, even if the oil seal reaches the replacement time, it can be left without replacing the oil seal.

上述のように、本実施形態によれば、モータ100による騒音が低減される。このため、モータ100をより高速に回転させても、モータ100による騒音の大きさを、従来に比べて抑制することができる。また、モータ100は、高速回転により消耗しやすいメカニカルシール、及び高速回転に不向きなボールベアリングを有する必要が無いので、モータ100を高速回転させることができる。上述したように、モータ100の出力は、モータトルクとモータ100の回転数に比例する。このため、モータ100の回転数を増加させることで、所定のモータ出力を得るのに必要なモータトルクを小さくすることができる。その結果、モータ100の大きさを小さくすることができるので、モータ100を配置するのに必要なタンク31内のスペースを小さくすることができる。さらに、本実施形態のようにモータ100として永久磁石モータを使用する場合は、一層モータを小型化することができる。なお、本実施形態のモータ100としては永久磁石モータに限らず、誘導モータを採用してもよい。   As described above, according to the present embodiment, noise caused by the motor 100 is reduced. For this reason, even if the motor 100 is rotated at a higher speed, the magnitude of noise caused by the motor 100 can be suppressed as compared with the related art. In addition, since the motor 100 does not need to have a mechanical seal that is easily consumed by high-speed rotation and a ball bearing that is not suitable for high-speed rotation, the motor 100 can be rotated at high speed. As described above, the output of the motor 100 is proportional to the motor torque and the rotational speed of the motor 100. For this reason, by increasing the rotation speed of the motor 100, the motor torque required to obtain a predetermined motor output can be reduced. As a result, the size of the motor 100 can be reduced, so that the space in the tank 31 necessary for arranging the motor 100 can be reduced. Further, when a permanent magnet motor is used as the motor 100 as in this embodiment, the motor can be further reduced in size. In addition, as the motor 100 of this embodiment, you may employ | adopt not only a permanent magnet motor but an induction motor.

さらに、図1及び図2に示したように、モータ100はポンプ10の下方に設けられる。これにより、モータ100がタンク31外部に配置される場合に比べて、ポンプ10の中間ケーシング11cの長さを短くすることができる。ひいては、中間ケーシング11cの長さに起因する圧力損失を低減することができ、ポンプ効率を向上させることができる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the motor 100 is provided below the pump 10. Thereby, compared with the case where the motor 100 is arrange | positioned outside the tank 31, the length of the intermediate casing 11c of the pump 10 can be shortened. As a result, the pressure loss resulting from the length of the intermediate casing 11c can be reduced, and the pump efficiency can be improved.

また、本実施形態に係るブライン循環装置30において、メンテナンス時、吐出管12からポンプ10を取り外すことで、ポンプ10を交換することができる。ポンプ10を吐出管12から取り外すと、吐出管12及びポンプ10内の液体はタンク31内に落下するので、メンテナンス時においてもブラインがタンク31の外部に流出するおそれが非常に低い。   In the brine circulation device 30 according to this embodiment, the pump 10 can be replaced by removing the pump 10 from the discharge pipe 12 during maintenance. When the pump 10 is removed from the discharge pipe 12, the liquid in the discharge pipe 12 and the pump 10 falls into the tank 31, so that the possibility that brine will flow out of the tank 31 is very low even during maintenance.

上述したように、モータ100の封入液114として、ブラインと同一の液体を使用することが好ましい。外部装置50が半導体製造装置である場合、フロリナート(登録商標)等の絶縁性流体がブラインとして使用され得る。この場合において、モータ100の封入液114としてプロピレングリコールを使用して、封入液114とフロリナートとが混合すると、有害なフッ化水素が生成される。これに対して、封入液114としてブラインと同一の液体を使用した場合は、このような問題が解消される。また、封入液114とブラインとが同一である場合には、これらが混合したとしてもブライン循環装置30への影響がない。したがって、このような場合は、ポンプ10の軸封機構150を省略することができる。   As described above, it is preferable to use the same liquid as the brine as the sealing liquid 114 of the motor 100. When the external device 50 is a semiconductor manufacturing device, an insulating fluid such as Fluorinert (registered trademark) can be used as the brine. In this case, when propylene glycol is used as the sealing liquid 114 of the motor 100 and the sealing liquid 114 and fluorinate are mixed, harmful hydrogen fluoride is generated. On the other hand, when the same liquid as the brine is used as the sealing liquid 114, such a problem is solved. Further, when the sealing liquid 114 and the brine are the same, even if they are mixed, there is no influence on the brine circulating device 30. Therefore, in such a case, the shaft seal mechanism 150 of the pump 10 can be omitted.

以下に本明細書が開示する形態のいくつかを記載しておく。
第1形態によれば、外部装置の温度調節を行うためのブラインを循環させるポンプが提供される。このポンプは、羽根車が取り付けられたポンプ主軸と、前記ポンプ主軸を内部に収容するポンプケーシングと、前記ポンプ主軸の軸方向において前記ポンプケーシングの吐出管とは反対側に設けられた、前記ポンプ主軸を回転させるためのモータと、を有する。前記モータは、ロータ及びステータを有し、前記ロータは液体を封入可能な前記モータの内部空間内に設けられ、前記ステータは前記モータの密閉空間内に設けられる。
Some of the forms disclosed in this specification will be described below.
According to the 1st form, the pump which circulates the brine for adjusting the temperature of an external apparatus is provided. The pump includes a pump main shaft to which an impeller is attached, a pump casing that houses the pump main shaft, and a pump casing that is provided on a side opposite to a discharge pipe of the pump casing in an axial direction of the pump main shaft. And a motor for rotating the main shaft. The motor includes a rotor and a stator, and the rotor is provided in an internal space of the motor that can enclose liquid, and the stator is provided in a sealed space of the motor.

第2形態によれば、第1形態のポンプにおいて、前記モータの前記内部空間には、前記ブラインと同一の液体が封入される。   According to the second form, in the pump of the first form, the same liquid as the brine is sealed in the internal space of the motor.

第3形態によれば、第1又は第2形態のポンプにおいて、前記モータは、永久磁石モータである。   According to the 3rd form, in the pump of the 1st or 2nd form, the motor is a permanent magnet motor.

第4形態によれば、第1から第3形態のいずれかのポンプにおいて、前記モータは、前記ロータと結合したモータ主軸を有し、前記モータ主軸は、前記内部空間から前記ポンプ主軸に向かって延在し、前記ポンプは、前記内部空間と前記モータ主軸との間を封止するためのオイルシールと、前記モータ主軸のラジアル方向の荷重を受けるすべり軸受と、を有する。   According to the fourth aspect, in the pump of any one of the first to third aspects, the motor has a motor main shaft coupled to the rotor, and the motor main shaft is directed from the inner space toward the pump main shaft. The pump includes an oil seal for sealing between the internal space and the motor main shaft, and a slide bearing that receives a load in the radial direction of the motor main shaft.

第5形態によれば、ブライン循環装置が提供される。このブライン循環装置は、第1から第4形態のいずれかのポンプと、前記ポンプの少なくとも前記モータ及び吸込口が収容されるタンクと、前記ポンプケーシングに接続される吐出管と、一端が前記吐出管に接続されて前記ブラインを前記外部装置に供給し、且つ前記タンクに前記ブラインを戻すためのブライン配管と、前記ブラインの温度を調節するための温度調節装置と、を有する。   According to the fifth embodiment, a brine circulation device is provided. The brine circulation device includes a pump according to any one of the first to fourth embodiments, a tank in which at least the motor and the suction port of the pump are accommodated, a discharge pipe connected to the pump casing, and one end of the discharge A brine pipe connected to a pipe for supplying the brine to the external device and returning the brine to the tank; and a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the brine.

第6形態によれば、第5形態のブライン循環装置において、前記吐出管は、前記タンクの蓋に固定され、前記ポンプは、前記ポンプケーシングが前記吐出管に接続されることにより、前記タンク内に吊り下げられる。   According to a sixth aspect, in the brine circulator of the fifth aspect, the discharge pipe is fixed to the lid of the tank, and the pump is connected to the discharge pipe so that the pump casing is connected to the discharge pipe. Suspended by.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment of the invention mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents thereof. In addition, any combination or omission of each component described in the claims and the specification is possible within a range where at least a part of the above-described problems can be solved or a range where at least a part of the effect can be achieved. is there.

10…ポンプ
11…ポンプケーシング
14…ポンプ主軸
15…羽根車
30…ブライン循環装置
31…タンク
32…ブライン配管
33…冷凍機
100…モータ
110…モータ主軸
114…封入液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pump 11 ... Pump casing 14 ... Pump main shaft 15 ... Impeller 30 ... Brine circulation apparatus 31 ... Tank 32 ... Brine piping 33 ... Refrigerator 100 ... Motor 110 ... Motor main shaft 114 ... Filling liquid

Claims (6)

外部装置の温度調節を行うためのブラインを循環させるポンプであって、
羽根車が取り付けられたポンプ主軸と、
前記ポンプ主軸を内部に収容するポンプケーシングと、
前記ポンプ主軸の軸方向において前記ポンプケーシングの吐出管とは反対側に設けられた、前記ポンプ主軸を回転させるためのモータと、を有し、
前記モータは、ロータ及びステータを有し、前記ロータは液体を封入可能な前記モータの内部空間内に設けられ、前記ステータは前記モータの密閉空間内に設けられる、ポンプ。
A pump that circulates brine for adjusting the temperature of an external device,
A pump spindle with an impeller attached;
A pump casing for accommodating the pump main shaft therein;
A motor for rotating the pump main shaft, provided on the opposite side of the discharge pipe of the pump casing in the axial direction of the pump main shaft,
The motor includes a rotor and a stator, the rotor is provided in an internal space of the motor capable of enclosing a liquid, and the stator is provided in a sealed space of the motor.
請求項1に記載されたポンプにおいて、
前記モータの前記内部空間には、前記ブラインと同一の液体が封入される、ポンプ。
The pump according to claim 1, wherein
The pump, wherein the same liquid as the brine is sealed in the internal space of the motor.
請求項1又は2に記載されたポンプにおいて、
前記モータは、永久磁石モータである、ポンプ。
The pump according to claim 1 or 2,
The motor is a pump, which is a permanent magnet motor.
請求項1から3のいずれか一項に記載されたポンプにおいて、
前記モータは、前記ロータと結合したモータ主軸を有し、
前記モータ主軸は、前記内部空間から前記ポンプ主軸に向かって延在し、
前記ポンプは、前記内部空間と前記モータ主軸との間を封止するためのオイルシールと、前記モータ主軸のラジアル方向の荷重を受けるすべり軸受と、を有する、ポンプ。
The pump according to any one of claims 1 to 3,
The motor has a motor spindle coupled to the rotor;
The motor spindle extends from the internal space toward the pump spindle,
The pump includes an oil seal for sealing between the internal space and the motor main shaft, and a slide bearing that receives a load in a radial direction of the motor main shaft.
請求項1から4のいずれか一項に記載されたポンプと、
前記ポンプの少なくとも前記モータ及び吸込口が収容されるタンクと、
前記ポンプケーシングに接続される吐出管と、
一端が前記吐出管に接続されて前記ブラインを前記外部装置に供給し、且つ前記タンクに前記ブラインを戻すためのブライン配管と、
前記ブラインの温度を調節するための温度調節装置と、を有する、ブライン循環装置。
A pump according to any one of claims 1 to 4;
A tank that accommodates at least the motor and the suction port of the pump;
A discharge pipe connected to the pump casing;
A brine pipe having one end connected to the discharge pipe for supplying the brine to the external device and returning the brine to the tank;
A brine circulator having a temperature regulator for regulating the temperature of the brine.
請求項5に記載されたブライン循環装置において、
前記吐出管は、前記タンクの蓋に固定され、
前記ポンプは、前記ポンプケーシングが前記吐出管に接続されることにより、前記タンク内に吊り下げられる、ブライン循環装置。
The brine circulator according to claim 5,
The discharge pipe is fixed to the lid of the tank;
The pump is a brine circulation device in which the pump is suspended in the tank by connecting the pump casing to the discharge pipe.
JP2017109873A 2017-06-02 2017-06-02 Pump and brine circulation device Pending JP2018204518A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017109873A JP2018204518A (en) 2017-06-02 2017-06-02 Pump and brine circulation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017109873A JP2018204518A (en) 2017-06-02 2017-06-02 Pump and brine circulation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018204518A true JP2018204518A (en) 2018-12-27

Family

ID=64956708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017109873A Pending JP2018204518A (en) 2017-06-02 2017-06-02 Pump and brine circulation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018204518A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022110141A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 镇江福泰克流体技术有限公司 Upright brine transfer pump having high lift

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022110141A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 镇江福泰克流体技术有限公司 Upright brine transfer pump having high lift

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2470190C2 (en) Compressor system for marine underwater operation
US8226385B2 (en) Motor centrifugal pump having coolant pump
EP2539994B1 (en) Cooling system for a multistage electric motor
CN103629118B (en) A kind of riser permanent magnet shield pump
RU2648802C2 (en) Cooling arrangement of a pump intended for pumping a liquid
US10794386B2 (en) Subsea compressor directly driven by a permanent magnet motor with stator and rotor submerged in liquid
US20060182641A1 (en) Multistage sealed coolant pump
JP6442250B2 (en) Brushless motor integrated pump
US20160312784A1 (en) Submersible pump with cooling system for motor through surrounding water
CN103629148A (en) Horizontal self-cooling permanent magnet shield pump
JP2015165575A (en) Heat exchange type cooling apparatus for transformer
KR101784909B1 (en) Apparatus for cooling submerged motor pump
JP2000303986A (en) Integral motor pump
RU2520301C2 (en) High-pressure moulding machine
JP6993546B2 (en) Cooling system
JP2018204518A (en) Pump and brine circulation device
CN203548353U (en) LNG immersed pump provided with motor heat dissipation circulating structure
WO2018047587A1 (en) Oil-free screw compressor
JP2016167940A (en) Liquid sealed motor and pump device
JP2011226420A (en) Vertical shaft pump facility
JP2018053873A (en) Motor pump
JP2011250601A (en) Electric motor
JPH0445679B2 (en)
WO2022254781A1 (en) Underwater motor pump
JP2021139311A (en) Pump device