JP2501074B2 - キャンドモ―タポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャンドモータ部とポ
ンプ部とが同軸結合され、ポンプ取扱液の一部をキャン
ドモータ部に導入してベアリングの潤滑とモータ部の冷
却とを行うキャンドモータポンプに係り、特にキャンド
モータ部においてロータを高速回転させた場合のモータ
効率の低下を防止してポンプ性能の向上を達成すること
ができるキャンドモータポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、キャンドモータポンプは、キャ
ンドモータ部とポンプ部とからなり、キャンドモータ部
はステータとロータとを有し、前記ステータは内周部を
ステータキャンで密閉し、ロータは外周部をロータキャ
ンで密閉した構成からなる。また、前記ロータは、ロー
タ軸をモータケーシングの両端に支持したベアリングで
回転自在に支承し、ポンプ部に導入された取扱液の一部
を前記ベアリングを介して前記ステータキャンとロータ
キャンで画成されたキャンドモータ部内に循環するよう
に構成されている。なお、ポンプ部の取扱液の一部をキ
ャンドモータ部内に循環させるための液導入手段および
液排出手段が、それぞれモータケーシングの一部に設け
られている。

【０００３】このように構成されるキャンドモータポン
プは、キャンドモータ部内のロータ室内に流体を導入
し、ベアリングの潤滑とモータの冷却とを行うものであ
るから、各種のケミカルプラント用ポンプとして多用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、近年におい
て、この種のキャンドモータポンプは、その用途の拡大
に伴い、高速運転する要求が増えつつある。しかしなが
ら、従来のキャンドモータポンプにおいては、例えば３
６００ｒ．ｐ．ｍ．を越えるような高速回転を行う場
合、特にキャンドモータ部での流体攪拌損失によるモー
タ効率の低下やステータの発熱が増大し、あるいはベア
リングの寿命が短くなる等、多くの解決すべき問題点が
存在する。

【０００５】すなわち、キャンドモータ部のロータ室は
液体で満たされているため、ロータの回転に際しての流
体攪拌損失は著しく増大する。このため、モータ効率は
低下し、ステータの発熱が増大する。そこで、ステータ
の発熱を低減するためには、モータの外形を大きくする
ことが必要であるが、この場合ロータの周速が増し、流
体攪拌損失がさらに増大するという難点がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、キャンドモータ
部におけるロータの流体攪拌による回転抵抗を低減する
ために、ロータ室内の流体を有効に気化させると共にそ
の循環を円滑に行い、モータ効率を増大させて高速運転
を可能にしたキャンドモータポンプを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るキャンドモータポンプは、キャンドモ
ータ部とポンプ部とからなり、キャンドモータ部の両端
部にベアリングを設けてロータ軸を回転自在に軸支し、
前記各ベアリングの外側端部に面してそれぞれポンプ取
扱液の一部を導入するための液導入部を設け、これら液
導入部から導入される液によってそれぞれベアリングの
潤滑を行いながらロータ室およびロータとステータとの
間隙を満たすように構成し、さらにキャンドモータ部の
両端部に前記ロータ室内に満たした液を微量排出する液
排出部を設け、ポンプ運転に際して前記ロータとステー
タとの間隙を気液混合状態に維持するよう構成すること
を特徴とする。

【０００８】前記のキャンドモータポンプにおいて、液
導入部へ導入するポンプ取扱液をポンプ部の吐出側より
取出して直接キャンドモータ部のロータ室に導入する配
管構成とし、液排出部から排出する液をロータ室内にお
けるロータ前後の差圧が小さくなるようにその排出量を
微量に調整し得る流量調整手段を設け、キャンドモータ
の発生熱およびロータの攪拌摩擦に伴う熱を利用してロ
ータ室内の液を一部気化して気液混合状態にすることが
できる。

【０００９】この場合、キャンドモータ部のロータ室内
において、それぞれ一端部に液導入部を設けた流体室を
有するベアリングの他端部に、それぞれ対向配置したロ
ータ軸に取付けてなるスラストワッシャに対し、これら
スラストワッシャを囲繞するようにベアリングハウジン
グを形成し、このベアリングハウジングのスラストワッ
シャを囲繞した部分に液排出部を設けることができる。

【００１０】また、キャンドモータ部の前部ベアリング
により支承されたロータ軸端部において、前部ベアリン
グハウジングよりポンプ室に貫通するロータ軸の貫通部
間隙にグランドシールを設けることができる。

【００１１】さらに、液排出部より排出する液の排出量
を調整する流量調整手段として、圧力計と絞り弁とをそ
れぞれ設けることができる。

【００１２】

【作用】本発明のキャンドモータポンプによれば、キャ
ンドモータ部において、ロータ軸を回転自在に軸支する
ベアリングの外側端部に面して、それぞれポンプ取扱液
を導入するための液導入部を設け、これら液導入部から
導入される液によって、それぞれベアリングの潤滑を行
いながらロータ室およびロータとステータとの間隙を満
たし、この液の置換を微量にしてロータの前後における
差圧を小さく設定することにより、キャンドモータの発
生熱およびロータの攪拌摩擦に伴う熱によって、ロータ
室内の液を気液混合状態にし、ロータに対する流体攪拌
損失を低減し、キャンドモータポンプの高速運転を容易
に実現することができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明に係るキャンドモータポンプの
実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

【００１４】図１は、本発明のキャンドモータポンプの
一実施例を示す概略側面断面図である。しかるに、キャ
ンドモータポンプの基本構成は、従来のキャンドモータ
ポンプと基本的に同じである。すなわち、図１におい
て、参照符号１０はポンプ部、１２はキャンドモータ部
を示し、これらポンプ部１０とキャンドモータ部１２と
は交換可能に接続されている。

【００１５】ポンプ部１０には、インペラ１６を設けた
ポンプ室１８内に連通する吸込管２０と吐出管２２とを
備え、前記インペラ１６はキャンドモータ部１２のロー
タ軸２４の延長端部に取付けられている。

【００１６】一方、キャンドモータ部１２は、ステータ
２６とロータ２８とからなり、ロータ軸２４はそれぞれ
前部ベアリング３０と後部ベアリング３２とにより支承
され、ロータ２８の両端部にそれぞれ前部ロータ室３４
と後部ロータ室３６とが形成されている。前部ベアリン
グ３０と後部ベアリング３２とは、それぞれポンプ部１
０との接続を行う前部ベアリングハウジング３８と、エ
ンドベルを兼ねる後部ベアリングハウジング４０とによ
り支持する。

【００１７】しかるに、本発明においては、前記各ベア
リングハウジング３８、４０で支持されたベアリング３
０、３２の外側端部側に、それぞれ前部流体室４２およ
び後部流体室４４を設け、これら流体室４２、４４に対
しそれぞれ外部よりポンプ取扱液の一部を導入するため
の液導入部としての通液路４６、４８を、後部ベアリン
グハウジング３８および後部ベアリングハウジング４０
に設ける。

【００１８】一方、前記各ベアリング３０、３２のロー
タ室側端部には、これに対向するスラストワッシャ５
０、５２をそれぞれロータ軸２４に軸着して設ける。そ
して、これらスラストワッシャ５０、５２を囲繞するよ
うに、前記各ベアリングハウジング３８、４０の一部を
延設して、前記スラストワッシャ５０、５２を補助イン
ペラとして機能させ得る補助ポンプ機構部５４、５６を
構成する。従って、前記各ベアリングハウジング３８、
４０によりスラストワッシャ５０、５２を囲繞した内部
は、補助ポンプ室５８、６０として機能させることがで
きる。

【００１９】そこで、本実施例では、前記補助ポンプ機
構部５４、５６の補助ポンプ室５８、６０内において、
スラストワッシャ５０、５２の外周部に相当する位置に
開口し、外部へ液の排出を行うための液排出部としての
通液路６２、６４を、前部ベアリングハウジング３８お
よび後部ベアリングハウジング４０に設ける。なお、前
部ベアリングハウジング３８のロータ軸２４がポンプ室
１８側に貫通する貫通部間隙に、グランドシール６５を
設けて、前部流体室４２に導入されるポンプ取扱液の一
部が直接ポンプ室１８側に還流しないように構成する。

【００２０】このように構成された補助ポンプ機構部５
４、５６は、スラストワッシャ５０、５２を囲繞するベ
アリングハウジング３８、４０のロータ室３４、３６側
に形成される開口部６６、６８が、それぞれ液吸込口と
して構成される。そして、前記液導入部としての通液路
４６、４８は、それぞれ外部配管７０、７０を介してポ
ンプ部１０の吐出管２２の一部に連通接続される。ま
た、前記液排出部としての通液路６２、６４は、それぞ
れ外部配管７２、７２に連通接続される。この場合、通
液路６２、６４と連通接続される外部配管７２、７２に
は、それぞれ圧力計７４、７４と絞り弁７６、７６とを
設ける。

【００２１】このように構成した本実施例のキャンドモ
ータポンプは、ポンプ運転に際し、ポンプ部１０の吐出
管２２より外部配管７０を介して導出するポンプ取扱液
の一部を、キャンドモータ部１２の液導入部としての通
液路４６、４８より、前部流体室４２および後部流体室
４４へ導入される。これら流体室４２、４４に導入され
た液は、ベアリング３２、３４を潤滑して、補助ポンプ
室５８、６０内へ流入すると共にロータ室３４、３６内
に満たされる。

【００２２】しかるに、ポンプの連続運転に際しては、
ロータ軸２４の回転と共にスラストワッシャ５０、５２
が回転することによって、補助ポンプ機構部５４、５６
がポンプ動作を行い、ロータ室３４、３６内の液を液排
出部としての通液路６２、６４を介して外部配管７２へ
排出することができる。

【００２３】この場合、外部配管７２、７２にそれぞれ
設けた圧力計７４、７４および絞り弁７６、７６によ
り、各ベアリング３２、３４に対する液の流入および排
出は微量とし、またロータ２８の前後の差圧が小さく維
持されるよう調整する。これにより、キャンドモータの
発生熱およびロータ２８の攪拌摩擦に伴う熱によって、
ロータ室内の液を気液混合状態に維持することができ
る。なお、前記ロータ室３４、３６内の液が気化するこ
とにより、ステータ２６に対し吸熱作用を生じ、キャン
ドモータ部１２の冷却を有効に達成することができる。

【００２４】このように、本発明によれば、ロータ室３
４、３６内へ導入されるポンプ取扱液は、ポンプ運転に
際して常に気化状態に保持することができるため、ロー
タ２８の流体攪拌損失すなわち回転抵抗を低減すること
ができ、モータ効率の上昇を図ることができる。これに
より、従来のキャンドモータポンプにおいては困難とさ
れた３６００ｒ．ｐ．ｍ．以上の高速運転を容易かつ安
全に行うことが可能となった。また、ロータ室３４、３
６内へ導入される液を強制的に気化させることにより、
キャンドモータ部１２の冷却効果も増大させることがで
き、従ってロータ２８の外径を小さくしてモータ効率を
さらに増大することもできる。

【００２５】なお、ステータ２６の発生熱は、ロータ室
３４、３６へ伝達し難いため、例えば巻線部の空間に伝
熱媒体（熱媒オイルや樹脂等）を充填すれば好適であ
る。

【００２６】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るキャ
ンドモータポンプは、キャンドモータ部の両端部にベア
リングを設けてロータ軸を回転自在に軸支し、前記各ベ
アリングの外側端部に面してそれぞれポンプ取扱液を導
入するための液導入部を設け、これら液導入部から導入
される液によってそれぞれベアリングの潤滑を行いなが
らロータ室およびロータとステータとの間隙を満たし、
この液の置換を微量にしてロータの前後における差圧を
小さく設定することにより、キャンドモータの発生熱お
よびロータの攪拌摩擦に伴う熱によって、ロータ室内の
液を気液混合状態にすることにより、ロータの流体攪拌
損失すなわち回転抵抗を低減して、従来困難とされた高
速運転を容易かつ安全に行うことができる。

【００２８】従って、本発明に係るキャンドモータポン
プは、簡単な構成で容易に製造し得ると共に、小形でし
かもモータ効率の優れたものを低コストで提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキャンドモータポンプの一実施例
を示す概略側面断面図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ部 １２ キャンドモータ部 １６ インペラ １８ ポンプ室 ２０ 吸込管 ２２ 吐出管 ２４ ロータ軸 ２６ ステータ ２８ ロータ ３０ 前部ベアリング ３２ 後部ベアリング ３４ 前部ロータ室 ３６ 後部ロータ室 ３８ 前部ベアリングハウジング ４０ 後部ベアリングハウジング ４２ 前部流体室 ４４ 後部流体室 ４６、４８ 通液路（液導入） ５０、５２ スラストワッシャ ５４、５６ 補助ポンプ機構部 ５８、６０ 補助ポンプ室 ６２、６４ 通液路（液排出） ６５ グランドシール ６６、６８ 開口部 ７０ 外部配管（液導入） ７２ 外部配管（液排出） ７４ 圧力計 ７６ 絞り弁

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャンドモータ部とポンプ部とからな
   り、キャンドモータ部の両端部にベアリングを設けてロ
   ータ軸を回転自在に軸支し、前記各ベアリングの外側端
   部に面してそれぞれポンプ取扱液の一部を導入するため
   の液導入部を設け、これら液導入部から導入される液に
   よってそれぞれベアリングの潤滑を行いながらロータ室
   およびロータとステータとの間隙を満たすように構成
   し、さらにキャンドモータ部の両端部に前記ロータ室内
   に満たした液を微量排出する液排出部を設け、ポンプ運
   転に際して前記ロータとステータとの間隙を気液混合状
   態に維持するよう構成することを特徴とするキャンドモ
   ータポンプ。
2. 【請求項２】 液導入部へ導入するポンプ取扱液をポン
   プ部の吐出側より取出して直接キャンドモータ部のロー
   タ室に導入する配管構成とし、液排出部から排出する液
   をロータ室内におけるロータ前後の差圧が小さくなるよ
   うにその排出量を微量に調整し得る流量調整手段を設
   け、キャンドモータ部の発生熱およびロータの攪拌摩擦
   に伴う熱を利用してロータ室内の液を一部気化して気液
   混合状態にしてなる請求項１記載のキャンドモータポン
   プ。
3. 【請求項３】 キャンドモータ部のロータ室内におい
   て、それぞれ一端部に液導入部を設けた流体室を有する
   ベアリングの他端部に、それぞれ対向配置したロータ軸
   に取付けてなるスラストワッシャに対し、これらスラス
   トワッシャを囲繞するようにベアリングハウジングを形
   成し、このベアリングハウジングのスラストワッシャを
   囲繞した部分に液排出部を設けてなる請求項１記載のキ
   ャンドモータポンプ。
4. 【請求項４】 キャンドモータ部の前部ベアリングによ
   り支承されたロータ軸端部において、前部ベアリングハ
   ウジングよりポンプ室に貫通するロータ軸の貫通部間隙
   にグランドシールを設けてなる請求項１記載のキャンド
   モータポンプ。
5. 【請求項５】 液排出部より排出する液の排出量を調整
   する流量調整手段として、圧力計と絞り弁をそれぞれ設
   けてなる請求項１記載のキャンドモータポンプ。