JP2022039908A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温の取り扱い液を搬送することができるポンプ装置が提供される。【解決手段】ポンプ装置は、中間ブラケット５０に形成された、中間ブラケット５０を冷却する冷却流路２００を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプ装置に関する。

取り扱い液（搬送液）を加圧する回転軸と、回転軸に固定された羽根車と、羽根車を収容するポンプケーシングと、回転軸を回転させるモータと、ポンプケーシングとモータとの間に配置された中間ブラケットと、を備えたポンプ装置が知られている（特許文献１参照）。

実開昭６０－１７８３９１号公報

しかしながら、高温の取り扱い液が移送されると、ポンプの接液部およびその周辺に配置された部品は、取り扱い液の熱の影響を受けて、熱膨張する。当該熱膨張の影響で、回転軸および／または回転軸を覆う部品の大きさが変化すると、回転軸に固定された羽根車と、当該羽根車を収容するポンプケーシングとのクリアランスが変わることがある。その結果、回転軸に固定された羽根車がポンプケーシングに接触したり、逆に、羽根車とポンプケーシングとが離れてしまい、ポンプ効率に影響するおそれがある。

また、高温の取り扱い液が移送されるときに、接液部であるポンプケーシングの熱が中間ブラケットを通じてモータに伝達されてしまうと、モータは、自身の発熱に加えて、取り扱い液の熱の影響を受けてしまう。結果として、モータが許容温度よりも高温となって、最悪の場合、モータが焼けて故障するおそれがある。

そこで、本発明は、高温の取り扱い液を搬送することができるポンプ装置を提供することを目的とする。

一態様では、羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプと、前記羽根車が固定された回転軸と、前記回転軸を駆動するモータと、を備え、前記ポンプと前記モータとの間に配置された中間ブラケットに、前記中間ブラケットを冷却する冷却流路が形成された、ポンプ装置が提供される。

一態様では、前記中間ブラケットは、前記回転軸の軸線方向と平行に延びる柱部を備えており、前記冷却流路は、前記柱部に形成されている。
一態様では、前記冷却流路は、前記ポンプケーシングとの連結部側に形成される。
一態様では、前記中間ブラケットの前記ポンプ側の端面部に、前記ポンプケーシングと接する第１部分と、前記第１部分の軸径方向内側に配置される第２部分と、を備え、前記冷却流路は、少なくともその一部が前記中間ブラケットの前記第２部分に形成された凹みと、当該凹みを閉じる蓋部にて形成される。

一態様では、前記冷却流路は、外部から液体を流入する入口と、前記入口から前記冷却流路に流入した液体が外部に排出される出口と、を備えており、前記出口は、前記入口よりも前記冷却流路の上部に配置されている。
一態様では、前記中間ブラケットは、前記ポンプケーシングとの接続部に形成されたフランジと、前記回転軸の軸線方向と平行に、前記フランジから上部に向かって延びる柱部と、を備えており、前記入口は、前記フランジに形成され、前記出口は、前記柱部に形成されている。
一態様では、前記フランジは、前記入口が形成された肉厚部位を有している。

一態様では、前記ポンプの搬送液が高温のときに、前記搬送液による熱膨張が前記中間ブラケットと前記ポンプおよび／または前記回転軸とで異なる。
一態様では、前記ポンプおよび／または前記回転軸は、前記ポンプの搬送液に対して、耐腐食性を有する材料で構成され、前記中間ブラケットが前記ポンプおよび前記回転軸と異なる材料で構成される。
一態様では、前記ポンプおよび／または前記回転軸は、ステンレス系の材料で構成される。

一態様では、羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプと、前記羽根車が固定された回転軸と、前記回転軸を駆動するモータと、前記ポンプと前記モータとの間に配置された中間ブラケットに形成された、前記中間ブラケットを冷却する冷却流路と、を備えるポンプ装置が提供される。前記モータは、そのモータケーシングの外周面に取り付けられた端子箱を備えており、前記端子箱は、前記モータを前記回転軸の軸線方向から見たとき、前記冷却流路に形成された入口および出口を除く部位に形成されている。

一態様では、前記端子箱は、水平以上の角度を向いて配置されたケーブル取り出し口を有している。
一態様では、前記端子箱は、前記入口および前記出口よりも高い位置に配置されている。

一態様では、羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプと、前記羽根車が固定された回転軸と、前記回転軸を駆動するモータと、前記ポンプと前記モータとの間に配置された中間ブラケットに形成された、前記中間ブラケットを冷却する冷却流路と、前記ポンプを支持するための受け座と、を備える、ポンプ装置が提供される。

一態様では、前記受け座は、前記ポンプケーシングに取り付けられている。
一態様では、前記受け座は、前記中間ブラケットに取り付けられている。
一態様では、前記受け座は、前記ポンプケーシングに形成された吐出口の中心と同じ高さに配置されている。

本発明によれば、冷却液を冷却流路に流すことにより、高温の取り扱い液を使用したとしても、中間ブラケットは、取り扱い液の熱の影響を受けることなく、十分に冷却される。したがって、ポンプ装置は、取り扱い液の熱の影響によって、羽根車がポンプケーシングに接触したり、モータの故障を防止することができる。

ポンプ装置の一実施形態を示す図である。 中間ブラケットの斜視図である。 柱部の水平断面図である。 一実施形態における冷却流路の入口および出口を示す図である。 中間ブラケットの断面図である。 柱部の他の実施形態を示す図である。 軸封装置に流れる液体を所定の温度範囲内に保つ常温流路と、冷却流路と、を備えたポンプ装置を示す図である。 水平方向に延びる端子箱を備えるモータを示す図である。 図８のＡ線方向から見た図である。 図８および図９に示す実施形態に係るモータを備えるポンプ装置の斜視図である。 ケーブル取り出し口の角度を説明する図である。 吐出口の上方に配置された端子箱を示す斜視図である。 ポンプを支持するための受け座を示す図である。 ポンプを支持するための受け座を示す図である。 ケーシング脚と受け座との間に配置された断熱部材を示す図である。 受け座の他の実施形態を示す図である。 受け座のさらに他の実施形態を示す図である。

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。
図１は、ポンプ装置の一実施形態を示す図である。図１に示すように、ポンプ装置は、取り扱い液（搬送液）を加圧送水するための、回転軸１と、ポンプ２と、回転軸１を駆動するモータ７と、ポンプケーシング５とモータ７との間に配置された中間ブラケット５０と、ポンプケーシング５内の高圧の液体が外部に漏洩するのを防止する軸封装置３０と、を備えている。

ポンプ２は、回転軸１に固定された羽根車３と、羽根車３を収容するポンプケーシング５と、を備える。ポンプケーシング５は、吸込口１２および吐出口１３を備えている。ポンプケーシング５は、羽根車３を収容するケーシング本体４９と、ケーシング本体４９の開口端４９ａを覆うカバー部５１と、を備えている。

モータ７が駆動されると、モータ７の回転は、回転軸１に伝達され、回転軸１および羽根車３が回転する。羽根車３が回転すると、液体は吸込口１２を通ってポンプケーシング５内に流入し、羽根車３の回転に伴って昇圧される。昇圧された液体は、吐出口１３から吐き出される。図１に示す実施形態では、羽根車３は、セミオープン型羽根車である。一実施形態では、羽根車３は、ボルテックス型羽根車であってもよく、クローズド型羽根車であってもよい。

図１に示す実施形態では、回転軸１は鉛直に配置されている（図１の軸線ＣＬ方向参照）。つまり、ポンプは回転軸１が縦方向（すなわち、鉛直方向）に延びる立形ポンプである。回転軸１は、モータ７が備える軸受７ａにて、モータ７に対して回転可能に支持されている。また、中間ブラケット５０は、回転軸１が貫通する開口５０ａを有し、軸封装置３０は回転軸１が貫通する開口５０ａから外部（ここで外部は、モータ７）へ漏れる搬送液をシールする。

軸封装置３０は、回転軸１と中間ブラケット５０との間の隙間を封止する装置である。軸封装置３０の一例として、ダブルメカニカルシールが挙げられる。軸封装置３０は、回転軸１に固定された回転側シール部材（図示しない）と、中間ブラケット５０に固定された静止側シール部材（図示しない）と、を備えている。したがって、回転軸１が回転すると、回転側シール部材は、静止側シール部材に摺接する。また、軸封装置３０は、ポンプケーシング５のカバー部５１によって支持されている。なお、一実施形態では、軸封装置３０はダブルメカニカルシールに依らずメカニカルシールでもグランドパッキンでもよい。

羽根車３が回転すると、取り扱い液の一部は、羽根車３とカバー部５１との間の隙間５１ａを通り、さらには、カバー部５１と回転軸１との間の隙間５１ｂを通って、軸封室２５１に流入する。隙間５１ｂを通って、軸封装置３０に流入した取り扱い液の一部が軸封装置３０を冷却および潤滑する。しかしながら、空気が軸封室２５１にあると、軸封装置３０は、適切に冷却および潤滑されず、軸封装置３０がドライ運転となって故障するおそれがある。そこで、本実施形態では、軸封装置３０がドライ運転となるのを防ぐため、回転軸１は、羽根車３よりも高い位置に配置された軸封室２５１と羽根車３の吸込側とを連通させる空気排出穴２６０を有している。

本実施形態では、ポンプ（羽根車３およびポンプケーシング５を含む）および／または回転軸１は、取り扱い液に対して、耐腐食性を有する材質（例えば、ステンレス）から構成されている。より具体的には、取り扱い液として、スラリーを含むスラリー液や腐食性を有する液体が使用されるため、ポンプケーシング５は、ステンレスなどの耐腐食性の材質である。同様の理由から、回転軸１および羽根車３もステンレスなどの耐腐食性の材質である。これに対して、中間ブラケット５０は、コストダウンや製造の容易性の観点から、安価な金属材質（例えば、鋳鉄）である。

ここで、ポンプ２の搬送液が高温の場合について説明する。ポンプケーシング５とモータ７との間の長さをＬ１（つまり、Ｌ１は中間ブラケット５０の高さ）、モータ７と軸封部３との間の回転軸１の長さをＬ２（つまり、Ｌ２は回転軸１における中間ブラケット５０に覆われた部分の長さ）とする。また、Ｌ１,Ｌ２は搬送液の影響で熱膨張する前の長さであり、高温の搬送液の影響で熱膨張した当該Ｌ１,Ｌ２の軸線方向の変化をΔＬ１,ΔＬ２とする。ΔＬ１とΔＬ２が異なると、回転軸１に固定された羽根車３と当該羽根車３を収容するポンプケーシング５間との軸線方向におけるクリアランス（例えば、隙間５１ａの高さ）が変化する。

中間ブラケット５０、回転軸１の熱膨張による変化ΔＬ１，ΔＬ２は、線膨張係数、温度変化量、および／または、その長さＬ１，Ｌ２の何れかによって変わる。本実施形態では、中間ブラケット５０とポンプ側の部材の材料が異なるため、中間ブラケット５０の線膨張係数が、ポンプ側の部材（回転軸１、羽根車３、およびポンプケーシング５を含む）の線膨張係数とが異なる。また、一実施形態として、ポンプ２の中間ブラケット５０とポンプ側の部材とで線膨張係数が略同じ材料であっても、発熱部品（例えば、モータ７、軸受７ａ、軸封装置３０等）や搬送液から受ける熱量、および／または、長さＬ１，Ｌ２の違いによって、熱膨張による変化であるΔＬ１とΔＬ２が異なる（ΔＬ１≠ΔＬ２）場合がある。

このように、中間ブラケット５０、回転軸１の熱膨張による変化であるΔＬ１，ΔＬ２が異なると、回転軸１に固定された羽根車３とポンプケーシング５間のクリアランスが変化する。このクリアランスの変化が所定の値以上になると、回転軸１に固定された羽根車３がポンプケーシング５に接触して故障したり、ポンプ２の性能に影響を及ぼすおそれがある。つまり、高温の取り扱い液が移送されると、熱膨張の差により羽根車３とポンプケーシング５間のクリアランスが変化して、最悪の場合、ポンプ運転中に羽根車３がポンプケーシング５に接触し、破損するおそれがある。

また、高温の取り扱い液が移送されるポンプ２の熱が、中間ブラケット５０を通じてモータ７に伝達されてしまうと、モータ７（特に、回転軸１を回転自在に支持する軸受７ａ）は、自身の発熱に加えて、取り扱い液の熱の影響を受けてしまう。結果として、モータ７が許容範囲よりも高温となって故障するおそれがある。

そこで、本実施形態では、ポンプ装置は、ポンプ２が高温の搬送液を取り扱うことができるよう、ポンプ２の接液部と接する面積が広く搬送液の熱量の影響が大きい中間ブラケット５０を積極的に冷却する構造を有している。以下、本実施形態に係る中間ブラケット５０の冷却構造について、説明する。

図２は、中間ブラケット５０の斜視図である。図１および図２に示すように、ポンプ装置は、中間ブラケット５０を冷却する冷却流路２００を備えている。具体的には、冷却流路２００は、中間ブラケット５０に形成されている。より具体的には、中間ブラケット５０は、回転軸１と同心円状に等間隔に配置された、回転軸１の軸線ＣＬ方向と平行に伸びる柱部２０５を備えている。

柱部２０５はモータを支持できればよく、形状は本実施形態に依らない。そして、中間ブラケット５０は、回転軸１と同心円状に等間隔に配置された２つの柱部２０５のそれぞれに、冷却流路２００が形成されている。ポンプケーシング５から伝わる熱を遮断するため、冷却流路２００は、ポンプケーシング５との連結部側に形成されることが好ましい。また、図２に示す実施形態では、柱部２０５は、互いに隣接する支柱２０５ａの間に配置されたリブ部２０５ｂを備えている。言い換えれば、柱部２０５は、互いに隣接する支柱２０５ａおよびリブ部２０５ｂによって、一枚の板形状を有している。

本実施形態では、中間ブラケット５０は、回転軸１と同心円状に等間隔に配置された４つの、支柱２０５ａを備えており、隣り合う２つの支柱２０５ａの下部を連通する流路として、２つの冷却流路２００が形成されている。そして、支柱２０５ａには、冷却流路の入口２００ａと冷却流路の出口２００ｂとが形成される。しかしながら、柱部２０５と冷却流路２００の数や配置はこれに依らず、中間ブラケット５０は、ポンプケーシング５側に冷却流路２００が設けられればよい。一実施形態で中間ブラケット５０は、柱部２０５と冷却流路２００との数が同じでも異なっていてもよいし、複数の柱部２０５とひとつの冷却流路２００が設けられてもよい。冷却流路２００がひとつの場合、回転軸１と同心の環状であってもよい。一実施形態で、支柱２０５ａは等間隔の配置でなくてもよい。

中間ブラケット５０は、ポンプケーシング５との接続部に形成された、ポンプケーシング５に隣接するポンプケーシング側フランジ２０２と、モータ７との接続部に形成された、モータ７に隣接するモータ側フランジ２０３と、を備えている。ポンプケーシング５はその上端にフランジを備え、当該フランジとポンプケーシング側フランジ２０２とは、不図示の締結具（例えば、ボルトとナット）によって接続される。モータ７はその下端にフランジを備え、当該フランジとモータ側フランジ２０３とは、不図示の締結具（例えば、ボルトとナット）によって接続される。また、柱部２０５の上部は、モータ側フランジ２０３に接続されており、柱部２０５の下部は、ポンプケーシング側フランジ２０２に接続されている。中間ブラケット５０とポンプケーシング５および／またはモータ７とはＯリング等を介して接続されてもよい。なお、一実施形態として、中間ブラケット５０とポンプケーシング５および／またはモータ７とは、同一部品として構成されてもよい。その場合、ポンプケーシング側フランジ２０２、モータ側フランジ２０３に相当する部分を、中間ブラケット５０の接続部、連結部、または端部とみなすことができる。

冷却流路２００は、冷却液が流れる流路である。冷却液を冷却流路２００に流すことにより、ポンプ２が高温の取り扱い液を搬送したとしても、中間ブラケット５０（特に、柱部２０５）の温度上昇は抑制される。したがって、冷却流路２００は、中間ブラケット５０（特に、柱部２０５）が回転軸１の軸線ＣＬ方向に熱膨張することを抑制することができる。

このような構成により、本実施形態のポンプ装置は、高温となるポンプ２の接液部と接する面積の最も広い中間ブラケット５０を冷却することで、中間ブラケット５０の熱膨張を抑制することができる。その結果、ΔＬ１とΔＬ２の差を小さくすることができるため、羽根車３とポンプケーシング５との間のクリアランスを、ポンプ２を正常に運転できる所定の範囲内に収めることができる。また、中間ブラケット５０を冷却することにより、中間ブラケット５０を通じて、取り扱い液の熱がモータ７に伝達することを防止することができる。結果として、モータ７が取り扱い液の熱の影響を受けて故障することを防止することができる。

図３は、柱部２０５の水平断面図である。中間ブラケット５０は、回転軸１を挟んで対向して配置された複数（図３では、２つ）の柱部２０５を備えている（すなわち、４つの支柱２０５ａ）。このように、中間ブラケット５０は、冷却流路２００が対向して配置されることで、中間ブラケット５０の、ポンプケーシング５に接する面の全体的を均等に冷却できる。図３に示す本実施形態では、全ての柱部２０５において、入口２００ａが紙面右側に配置され、出口２００ｂが紙面左側に配置されている。しかしながら、冷却液の入口２００ａと出口２００ｂの配置はこれに依らず、何れか一方の柱部２０５の、冷却液の入口２００ａが紙面左側、出口２００ｂが紙面右側に配置されてもよい。

また、本実施形態では、これら複数の柱部２０５は、同一の構造を有しており、軸封装置３０の周囲に配置されている。互いに隣接する柱部２０５の間には、軸封装置３０が露出する隙間２１０が形成されている。隙間２１０を設けることにより、作業者は、軸封装置３０の状態を常時視認することができ、更に、容易に、軸封装置３０にアクセスすることができる。結果として、本実施形態の中間ブラケット５０は、効率的に冷却できる機構を有しつつ、作業者が軸封装置３０のメンテナンス作業を容易に行うことができる、というメリットも有する。ただし、これに依らず、一実施形態では、柱部２０５は、軸封装置３０を取り囲む筒形状を有してもよい。

図１に示すように、中間ブラケット５０は、そのポンプ側の端面部５０ｂに、対向するポンプケーシング５（より具体的には、ポンプケーシング５のカバー部５１）と接する第１部分５０ｂ－１と、対向するポンプケーシング５が離間する第２部分５０ｂ－２と、を備えている。第１部分５０ｂ－１は、ポンプケーシング側フランジ２０２の少なくとも一部を含み、ポンプケーシング５との接続部を含む。第２部分５０ｂ－２は、当該第１部分５０ｂ－１の軸径方向内側に配置されており、対向するポンプケーシング５に接していない。

本実施形態の冷却流路２００は、少なくともその一部が中間ブラケット５０の第２部分５０ｂ－２（より具体的には、柱部２０５の下端）に形成された凹み２０６と、凹み２０６を閉じる蓋部２０７にて形成される。本実施形態のように、凹み２０６を中間ブラケット５０の下端に形成すれば、冷却流路２００を持たないポンプ装置の中間ブラケットに、機械加工で後から凹み２０６を容易に形成することができるため、冷却流路２００を持たない中間ブラケットと部品の共用化ができる。また、高温の搬送液が流れるポンプケーシング５に接していない第２部分５０ｂ－２に冷却流路２００が形成されるため、ポンプケーシング５は冷却流路２００による冷却作用の影響を受けにくい。よって、搬送液の温度を保ちつつ、中間ケーシング５０を冷却できる。

図３に示すように、凹み２０６は、回転軸１の軸線ＣＬ方向から見たとき、扇形状を有しており、軸封装置３０の周囲に配置されている。但し、凹み２０６は冷却水が流れればよく、扇形状に限らず、多角形等の他の形状でもよい。

図４は、一実施形態における冷却流路２００の入口２００ａおよび出口２００ｂを示す図である。冷却流路２００は、外部から液体（冷却液）を流入する入口２００ａと、入口２００ａから冷却流路２００に流入した液体が外部に排出される出口２００ｂと、を備えており、柱部２０５の半分程度の高さまで形成されている。本実施形態で冷却流路２００は、入口２００ａと、出口２００ｂを備える。ただし、冷却が十分にできれば、冷却流路２００は入口２００ａおよび出口２００ｂを持たず、冷却流路２００に冷却液を滞留させてもよい。また、本実施形態の液体（冷却液）は、例えば、取り扱いが容易な水道水である。一実施形態で冷却液は、工業用水や不凍液等でもよい。

出口２００ｂは、入口２００ａよりも冷却流路２００の上部に配置されている。より具体的には、入口２００ａは、柱部２０５の下部に接続されたポンプケーシング側フランジ２０２に形成されており、出口２００ｂは、柱部２０５の上部に形成されている。入口２００ａを通じて、冷却流路２００の下部に流入した冷却液は、徐々に上昇して、冷却流路２００は冷却液で満たされる。冷却液は、搬送液の影響で高温となった中間ケーシング５０と熱交換され温度上昇した後、入口２００ａよりも上に配置された出口２００ｂを通じて外部に排出される。このように、出口２００ｂが入口２００ａよりも上に配置されることで、温度上昇した冷却水をより積極的に排出できる。

図４に示すように、ポンプケーシング側フランジ２０２は、入口２００ａが形成された肉厚部位２０２ａと出口２００ｂが形成された肉厚部位２０２ｂを有していることが好ましい。入口２００ａ，出口２００ｂを肉厚部位２０２ａ，２０２ｂに形成することにより、ポンプケーシング側フランジ２０２の強度を維持し、かつポンプケーシング側フランジ２０２の全体を肉厚形状にする必要はない。これにより、中間ケーシング５０を軽量化することができる。また、本実施形態では、柱部２０５の下に入口２００ａおよび／または出口２００ｂを備えている。このように、入口２００ａと出口２００ｂは、軸線ＣＬ方向に延びる柱部２０５を利用して肉厚部位２０２ａ, ２０２ｂの少なくとも一部を形成することで、さらなる軽量化ができる。

一実施形態では、出口２００ｂは、入口２００ａと同じ高さに配置されてもよい。より具体的には、入口２００ａおよび出口２００ｂは、柱部２０５の下部に接続されたポンプケーシング側フランジ２０２（図２参照）に形成されている。

図５は、中間ブラケット５０の断面図である。図５に示すように、蓋部２０７と中間ブラケット５０の第２部分５０ｂ－２（より具体的には、柱部２０５の下端）との間には、ガスケットなどのシール部材２２０が配置されている。シール部材２２０は、冷却液の外部への漏洩を防止する。蓋部２０７は、中間ブラケット５０の第２部分５０ｂ－２と蓋部２０７との間にシール部材２２０を介在させた状態で、ねじなどの締結具２２１によって柱部２０５に締結される。蓋部２０７を冷却流路２００に着脱可能することにより、万が一、冷却流路２００に異物が侵入しても、蓋部２０７を取り外すことにより、異物を容易に除去することができる。また、一実施形態では、蓋部２０７は、中間ブラケット５０と一体成形部材であってもよい。この場合、シール部材２２０は不要である。

入口２００ａには、入口配管２１５が着脱可能に接続されており、出口２００ｂには、出口配管２１６が着脱可能に接続されている。入口配管２１５は、例えば、水道管などの冷却液供給源（図示しない）に接続されている。出口配管２１６は、例えば、排水溝などの排水設備（図示しない）に接続されている。これら入口配管２１５および出口配管２１６のそれぞれを着脱可能に冷却流路２００に接続することにより、ユーザーは、入口配管２１５および出口配管２１６の接続先を自由に施工できる。たとえば、入口配管２１５および出口配管２１６を連通して冷却水を循環させてもよい。また、万が一、入口配管２１５および／または出口配管２１６に異物が侵入しても、異物が侵入した配管を取り外すことにより、異物を容易に除去することができる。

図６は、柱部２０５の他の実施形態を示す図である。図２に示す実施形態では、柱部２０５は、互いに隣接する支柱２０５ａの間に配置されたリブ部２０５ｂを備えている。言い換えれば、柱部２０５は、互いに隣接する支柱２０５ａおよびリブ部２０５ｂによって、一枚の板形状を有している。図６に示す実施形態では、柱部２０５は、リブ部２０５ｂを備えておらず、互いに隣接する支柱２０５ａの間には、隙間２１０が形成されている。図６に示す中間ブラケット５０では、回転軸１と同心円状に配置された４つの隙間２１０が形成されており、作業者は、より容易に運転中の軸封装置３０の状態を常時視認することができ、また、メンテナンス時には、より容易に、軸封装置３０にアクセスすることができる。

図７は、軸封装置３０に流れる液体を所定の温度範囲内に保つ常温流路６０と、冷却流路２００と、を備えたポンプ装置を示す図である。図７に示すように、ポンプ装置は、軸封装置３０に流れる液体を、軸封装置３０が正常に機能する所定の温度範囲内に保つ常温流路６０を備えている。常温流路６０は、液体入口６１および液体出口６２に連通している。これら液体入口６１および液体出口６２は、冷却流路２００に連通しており、冷却流路２００に流入した液体（本実施形態では、冷却液）は、液体入口６１を通じて常温流路６０に流入する。

常温流路６０に流入した液体は、常温流路６０の半径方向内側に配置された軸封室２５１に存在する液体の温度を、軸封装置３０が正常に機能する所定の範囲内の温度にする。取り扱い液の温度が軸封装置３０の許容範囲よりも高温である場合、高温の取り扱い液は、常温流路６０を流れる液体によって、冷却される。その後、常温流路６０に流入した液体は、液体出口６２から排出され、冷却流路２００を流れる。

一実施形態では、液体入口６１および液体出口６２は、冷却流路２００とは独立しており、液体入口６１は液体供給源（図示しない）に接続されていてもよい。取り扱い液の温度が軸封装置３０の許容範囲よりも低温である場合、液体入口６１を通じて、常温流路６０に常温の液体を供給してもよい。常温の液体は、低温の取り扱い液を加熱し、常温流路６０の半径方向内側に配置された軸封室２５１に存在する液体の温度を所定の範囲内の温度にする。このように、常温流路６０を設けることにより、軸封装置３０の温度を許容範囲内に保つことができる。

本実施形態によれば、回転軸１の周囲には、軸封室２５１が配置されている。したがって、軸封室２５１に存在する液体の温度を所定の範囲内の温度にすることにより、羽根車３が回転軸１の熱膨張に起因して、ポンプケーシング５に接触することを防止することができる。

一般的に、ポンプ装置では、ポンプ２に接続するモータの種類によって、端子箱の位置関係や、ケーブル（例えば、モータに電力を供給するための電源ケーブル）を取り出す方向が異なる。上述した実施形態に係るポンプ装置は、冷却流路２００を備えているため、ケーブルの、冷却流路２００を流れる冷却液との接触を確実に防止する必要がある。そこで、以下に説明する実施形態では、ポンプ装置は、ケーブルの、液体（例えば、冷却液など）との接触を確実に防止することができる構造を有している。以下、このような構造を有するポンプ装置について、図面を参照して説明する。

図８は、水平方向に延びる端子箱を備えるモータを示す図である。図９は、図８のＡ線方向から見た図である。図８および図９に示すように、モータ７は、そのモータケーシング３００の外周面３００ａに取り付けられた端子箱３０１を備えている。端子箱３０１は、モータ７を回転軸１の軸線ＣＬ方向から見たとき、冷却流路２００に形成された入口２００ａおよび出口２００ｂを除く部位に形成されている。

図８および図９に示す実施形態では、中間ブラケット５０には、その円周方向に等間隔に配置された２つの冷却流路２００が形成されており、端子箱３０１は、モータ７を回転軸１の軸線ＣＬ方向から見たとき、これら２つの冷却流路２００の間に配置されている。

冷却流路２００には、入口２００ａを通じて冷却液が供給され、冷却流路２００を通過した冷却液は出口２００ｂを通じて外部に移送される。したがって、冷却液は、入口２００ａおよび出口２００ｂから漏洩するおそれがある。仮に、端子箱３０１が入口２００ａおよび出口２００ｂの間に配置されていると、漏洩した冷却液が端子箱３０１に接触するおそれがある。本実施形態によれば、このような配置により、仮に、冷却液が入口２００ａおよび出口２００ｂから漏洩したとしても、冷却液が端子箱３０１に接触することが防止される。

図８に示すように、端子箱３０１は、入口２００ａおよび出口２００ｂよりも高い位置に配置されている。仮に、冷却液が漏洩しても、漏洩する冷却液は、重力の作用により、下方に流下するため、端子箱３０１を入口２００ａおよび出口２００ｂよりも高い位置に配置することにより、冷却液が端子箱３０１に接触することがより確実に防止される。

さらに、端子箱３０１は、軸封装置３０よりも高い位置に配置されているため、仮に、軸封装置３０から取り扱い液が漏洩したとしても、取り扱い液が軸封装置３０に接触することが確実に防止される。

図１０は、図８および図９に示す実施形態に係るモータ７を備えるポンプ装置の斜視図である。端子箱３０１は、水平以上の角度を向いて配置されたケーブル取り出し口３０５を有している。モータ７に接続されたケーブル（例えば、電源ケーブルなど）３０６は、ケーブル取り出し口３０５を通じて外部に延びている。

図１０に示すように、冷却流路２００の入口２００ａおよび出口２００ｂには、集合管３１０が接続される場合がある。ケーブル取り出し口３０５が水平よりも下方を向いて配置されていると、ケーブル取り出し口３０５から延びるケーブル３０６が集合管３１０に接触するおそれがある。この場合、ケーブル３０６が集合管３１０にからまって、集合管３１０および／またはケーブル３０６が破損するおそれがある。

図１１は、ケーブル取り出し口３０５の角度を説明する図である。図１１に示すように、ケーブル取り出し口３０５は、水平線ＨＬを基準として、この水平線ＨＬ以上の角度を向いて配置されている。このような配置により、ケーブル３０６は、集合管３１０および冷却流路２００の入口２００ａおよび出口２００ｂから離間して延びる。したがって、ケーブル３０６の、集合管３１０および冷却流路２００の入口２００ａおよび出口２００ｂとの接触を防止することができる。

図１２は、吐出口１３の上方に配置された端子箱３０１を示す斜視図である。図１０に示す実施形態では、端子箱３０１は吸込口１２の上方に配置されているが、端子箱３０１は吐出口１３の上方に配置されてもよい。図１２に示す実施形態においても、端子箱３０１は、モータ７を回転軸１の軸線ＣＬ方向から見たとき、２つの冷却流路２００の間に配置されている。

図１３および図１４は、ポンプ２を支持するための受け座を示す図である。図１３および図１４に示すように、ポンプ装置は、ポンプ２を支持するためのケーシング脚３２１に支持される受け座３２０を備えている。ケーシング脚３２１は、鉛直方向に延びており、ポンプ２は、受け座３２０を通じてケーシング脚３２１に支持されている。ケーシング脚３２１は、地上ＦＬに設置されている。

本実施形態に係るポンプ装置は、幅広い温度領域で使用される場合がある。この場合、ポンプ２は、取り扱い液の温度に応じて、膨張および収縮する。吸込口１２には、吸込管（図示しない）が接続され、吐出口１３には、吐出管（図示しない）が接続される。したがって、ポンプ２が膨張および収縮すると、吸込口１２および吐出口１３の高さ方向の位置が変化してしまう。結果として、吸込管および吐出管には、過大な負荷がかかってしまう。そこで、ポンプ装置は、冷却流路２００によって、中間ブラケット５０を冷却する構造と、ケーシング脚３２１とは別個の受け座３２０と、を備えている。

図１３および図１４に示すように、受け座３２０は、ポンプケーシング５（より具体的には、ケーシング本体４９）に取り付けられている。受け座３２０は、ポンプケーシング５のケーシング本体４９から外側に張り出しており、受け座３２０の下面３２０ａは、ポンプケーシング５に形成された吐出口１３と同じ高さ（より具体的には、吐出口１３の中心と同じ高さ）に配置されている。中心線ＥＬは、吐出口１３の中心を横切る仮想の線分であり、回転軸１の軸線ＣＬ方向と直交している。

ポンプケーシング５は、吐出口１３を中心として、膨張および収縮する。したがって、受け座３２０の下面３２０ａを吐出口１３と同じ高さに配置することにより、ポンプケーシング５の膨張および収縮に起因する受け座３２０の高さ方向の位置の変化を最小限に抑制することができる。結果として、ポンプ装置は、吸込管および吐出管に過大な負荷がかかることを防止することができる。

図１５は、ケーシング脚３２１と受け座３２０との間に配置された断熱部材を示す図である。図１５に示すように、ポンプ装置は、ケーシング脚３２１と受け座３２０との間に配置された断熱部材３２５を備えてもよい。上述したように、受け座３２０は、ケーシング脚３２１とは別個であるため、作業者は、受け座３２０とケーシング脚３２１との間に断熱部材３２５を配置させることができる。このような配置により、ケーシング脚３２１は受け座３２０の熱の影響を受けないため、取り扱い液の温度に起因するケーシング脚３２１の膨張および収縮を防止することができる。

さらに、受け座３２０はケーシング脚３２１とは別個であるため、ポンプ装置の設置環境に応じて、ケーシング脚３２１の高さを任意に変更することができる。さらに、このような構成により、ポンプケーシング５と一体的にケーシング脚３２１を製造する必要はないため、ポンプケーシング５の製造コストを削減することができ、ポンプケーシング５の鋳造性、加工性を向上させることができる。

図１６は、受け座３２０の他の実施形態を示す図である。図１６に示すように、受け座３２０は、中間ブラケット５０に取り付けられてもよい。上述したように、中間ブラケット５０には、冷却流路２００が形成されているため、中間ブラケット５０は、取り扱い液の熱の影響を受けない。図１６に示すように、受け座３２０を中間ブラケット５０に設けることにより、受け座３２０の高さ方向の位置の変化を最小限に抑制することができる。したがって、ポンプ装置は、吸込管および吐出管に過大な負荷がかかることを防止することができる。

一実施形態では、受け座３２０は、中間ブラケット５０に隣接するポンプケーシング５の上部に配置されてもよい。このような配置によっても、、受け座３２０の高さ方向の位置の変化を最小限に抑制することができ、結果として、ポンプ装置は、吸込管および吐出管に過大な負荷がかかることを防止することができる。

図１７は、受け座３２０のさらに他の実施形態を示す図である。図１７に示すように、受け座３２０は、中間ブラケット５０に取り付けられており、受け座３２０の下面３２０ａは、吐出口１３の中心と同じ高さに配置されている。図１７に示す実施形態においても、図１６に示す実施形態に係るポンプ装置と同一の効果を奏することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 回転軸
１ａ 端部
２ ポンプ
３ 羽根車
５ ポンプケーシング
７ モータ
７ａ 軸受
１２ 吸込口
１３ 吐出口
３０ 軸封装置
４９ ケーシング本体
４９ａ 開口端
５０ 中間ブラケット
５０ａ 開口
５０ｂ 端面部
５０ｂ－１第１部分
５０ｂ－２第２部分
５１ カバー部材
５１ａ 隙間
５１ｂ 隙間
２００ 冷却流路
２００ａ 入口
２００ｂ 出口
２０２ ポンプケーシング側フランジ
２０２ａ 肉厚部位
２０２ｂ 肉厚部位
２０３ モータ側フランジ
２０５ 柱部
２０５ａ 支柱
２０５ｂ リブ部
２０６ 凹み
２０７ 蓋部
２１０ 隙間
２１５ 入口配管
２１６ 出口配管
２５１ 軸封室
３００ モータケーシング
３００ａ 外周面
３０１ 端子箱
３０５ ケーブル取り出し口
３０６ ケーブル
３１０ 集合管
３２０ 受け座
３２０ａ 下面
３２１ ケーシング脚
３２５ 断熱部材

Claims (17)

1. 羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプと、
   前記羽根車が固定された回転軸と、
   前記回転軸を駆動するモータと、を備え、
   前記ポンプと前記モータとの間に配置された中間ブラケットに、前記中間ブラケットを冷却する冷却流路が形成された、ポンプ装置。
2. 前記中間ブラケットは、前記回転軸の軸線方向と平行に延びる柱部を備えており、
   前記冷却流路は、前記柱部に形成されている、請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記冷却流路は、前記ポンプケーシングとの連結部側に形成される、請求項１または請求項２に記載のポンプ装置。
4. 前記中間ブラケットの前記ポンプ側の端面部に、前記ポンプケーシングと接する第１部分と、前記第１部分の軸径方向内側に配置される第２部分と、を備え、
   前記冷却流路は、少なくともその一部が前記中間ブラケットの前記第２部分に形成された凹みと、当該凹みを閉じる蓋部にて形成される、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のポンプ装置。
5. 前記冷却流路は、
   外部から液体を流入する入口と、
   前記入口から前記冷却流路に流入した液体が外部に排出される出口と、を備えており、
   前記出口は、前記入口よりも前記冷却流路の上部に配置されている、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のポンプ装置。
6. 前記中間ブラケットは、
   前記ポンプケーシングとの接続部に形成されたフランジと、
   前記回転軸の軸線方向と平行に、前記フランジから上部に向かって延びる柱部と、を備えており、
   前記入口は、前記フランジに形成され、
   前記出口は、前記柱部に形成されている、請求項５に記載のポンプ装置。
7. 前記フランジは、前記入口が形成された肉厚部位を有している、請求項６に記載のポンプ装置。
8. 前記ポンプの搬送液が高温のときに、前記搬送液による熱膨張が前記中間ブラケットと前記ポンプおよび／または前記回転軸とで異なる、請求項１～請求項７のいずれか一項に記載のポンプ装置。
9. 前記ポンプおよび／または前記回転軸は、前記ポンプの搬送液に対して、耐腐食性を有する材料で構成され、
   前記中間ブラケットが前記ポンプおよび前記回転軸と異なる材料で構成される、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載のポンプ装置。
10. 前記ポンプおよび／または前記回転軸は、ステンレス系の材料で構成される、請求項９に記載のポンプ装置。
11. 羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプと、
    前記羽根車が固定された回転軸と、
    前記回転軸を駆動するモータと、
    前記ポンプと前記モータとの間に配置された中間ブラケットに形成された、前記中間ブラケットを冷却する冷却流路と、を備え、
    前記モータは、そのモータケーシングの外周面に取り付けられた端子箱を備えており、
    前記端子箱は、前記モータを前記回転軸の軸線方向から見たとき、前記冷却流路に形成された入口および出口を除く部位に形成されている、ポンプ装置。
12. 前記端子箱は、水平以上の角度を向いて配置されたケーブル取り出し口を有している、請求項１１に記載のポンプ装置。
13. 前記端子箱は、前記入口および前記出口よりも高い位置に配置されている、請求項１１または請求項１２に記載のポンプ装置。
14. 羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプと、
    前記羽根車が固定された回転軸と、
    前記回転軸を駆動するモータと、
    前記ポンプと前記モータとの間に配置された中間ブラケットに形成された、前記中間ブラケットを冷却する冷却流路と、
    前記ポンプを支持するための受け座と、を備える、ポンプ装置。
15. 前記受け座は、前記ポンプケーシングに取り付けられている、請求項１４に記載のポンプ装置。
16. 前記受け座は、前記中間ブラケットに取り付けられている、請求項１４に記載のポンプ装置。
17. 前記受け座は、前記ポンプケーシングに形成された吐出口の中心と同じ高さに配置されている、請求項１４～請求項１６のいずれか一項に記載のポンプ装置。

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