JP3118336B2 - キャンドモータポンプ - 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
ータ部のロータ室内における不要な空間を少なくして、
必要最小限の流路だけを確保し、ロータ室内を流れる流
体の流体摩擦損失を低下させてモータ効率を向上させる
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、図３
および図４に示すように、ポンプ部１０とキャンドモー
タ部１２とからなり、キャンドモータ部１２はステータ
１４とロータ１６とを有し、前記ステータ１４は内周部
をステータキャン１８で密閉し、ロータ１６は外周部を
ロータキャン２０で密閉した構成からなる。また、前記
ロータ１６は、ロータ軸２２をモータケーシング２４の
両端にそれぞれベアリングハウジング２６、２８で支持
したベアリング３０、３２により回転自在に支承し、ポ
ンプ部１０に導入された取扱液の一部を前記ベアリング
３０、３２を介して前記ステータキャン１８とロータキ
ャン２０で画成されたキャンドモータ部１２内に循環す
るよう構成されている。

【０００３】なお、ポンプ部１０の取扱液の一部をキャ
ンドモータ部１２内に循環させるための液導入手段およ
び液排出手段として、図３に示す構成においては、ポン
プ部１０の吐出管３４の一部より外部配管３６を導出し
て、これを後部ベアリングハウジング２８に連通接続し
てキャンドモータ部１２内に取扱液の一部を導入し、ま
たキャンドモータ部１２内からはポンプ部１０とキャン
ドモータ部１２の隔壁部３８に設けた軸貫通部間隙４０
およびインペラ４２のバランスホール４４を介してポン
プ部１０の吸込側へ液の循環を行うよう構成している。

【０００４】また、図４に示す構成においては、ポンプ
部１０の吐出側において、前記隔壁部３８に設けた通孔
４６を介して前部ロータ室４８内へ取扱液の一部を導入
し、またキャンドモータ部１２内からは後部ロータ室５
０および後部ベアリングハウジング２８を経てロータ軸
２２を貫通する通路５２を介してポンプ部１０の吸込側
へ液の循環を行うよう構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来の
キャンドモータポンプにおいては、キャンドモータ部の
ロータ室内の空間を流れる液は、ロータの回転により強
制的に回転を与えられるため、このロータ室内の空間に
おいて流体摩擦損失が発生し、ポンプ効率を低下させる
大きな要因となっていた。しかしながら、従来のキャン
ドモータポンプにおいては、この流体摩擦損失について
ほとんど考慮がなされず、このような観点からのキャン
ドモータ部の内部構造の改良について、何等具体的な提
案はなされていない。

【０００６】この種の流体摩擦損失は、例えば流体が満
たされた容器の中で、ある物体が回転すると、流体は粘
性があるため、物体の回転に伴い流体も回転をするよう
になり、流体の静止側と回転を始めた流体との間に摩擦
が生じる。また、この場合、前記流体間に圧力も発生
し、流体が渦流を発生し、流体摩擦損失を発生すること
は明らかである。そして、この時の流体摩擦損失Ｐｄ
は、次式により表される。 Ｐｄ＝ｋ・ｒ・ｕ³ ・Ｄ（Ｄ＋５ｂ） ここで、ｋ：係数、ｒ：流体の比重、ｕ：周速、Ｄ：外
径、ｂ：幅を示す。

【０００７】前記式から明らかなように、周速が早く
（すなわち、回転数が大きく）、外径が大きい場合に、
流体摩擦損失は大幅に大きくなる。従って、キャンドモ
ータポンプを高速回転させたり、出力を大きく（すなわ
ち、ロータの外径が大きく）する場合には、流体摩擦損
失が増大し過ぎて、実質的にポンプ運転が困難となる難
点がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、キャンドモータ
部におけるロータ室内の不要な流体空間をなくし、必要
最小限の流路空間だけを確保するよう構成して、流体摩
擦損失を低減し、モータ効率を向上することができるキ
ャンドモータポンプを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】先の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、ポンプ部と
キャンドモータ部とからなり、キャンドモータ部の両端
部にベアリングハウジングを設けてそれぞれベアリング
を支持し、これらベアリングによりロータ軸を回転自在
に軸支し、ポンプ取扱液の一部をキャンドモータ部内に
導入して、このポンプ取扱液によりベアリングの潤滑を
行うと共にこのポンプ取扱液をステータとロータとの間
に供給してモータ部の冷却を行うよう構成したキャンド
モータポンプにおいて、前記ベアリングハウジングのロ
ータ側端部をそれぞれベアリングを超えて延長すること
によりロータの両端に接近させてステータとロータとの
間隙を除くロータ室内の流体空間を低減するよう構成す
ることを特徴とする。

【００１０】前記のキャンドモータポンプにおいて、ベ
アリングハウジングのロータ両端にそれぞれ接近するよ
う延設したロータ側端部とステータとの間にシール部材
を設けて、前記ベアリングハウジングの外周部を液封す
れば好適である。

【００１１】また、ポンプ取扱液の一部を、ポンプ部の
吐出管より外部配管を介してキャンドモータ部の後部ベ
アリングハウジング内へ導入し、次いで後部ベアリング
ハウジング内から後部ベアリングおよびロータ軸の後部
に穿設したバイパス通路を介してロータの後端部に案内
し、ステータとロータとの間を経てロータの前端部に導
出し、さらに前部ベアリングおよびロータ軸の前部に穿
設したバイパス通路を介してそれぞれポンプ部の吸込側
に循環させるよう構成することができる。

【００１２】さらに、ポンプ取扱液の一部を、ポンプ部
の吐出側より前部ベアリングハウジングに設けたバイパ
ス孔を介してロータの前端部に導入し、次いで前部ベア
リングを介してポンプ部の吸込側に循環させると共に、
ステータとロータとの間を経てロータの後端部に導出
し、これを後部ベアリングおよび後部ベアリングハウジ
ングに設けたバイパス孔を介して後部ベアリングハウジ
ング内に案内し、さらにロータ軸を貫通する通路を介し
てポンプ部の吸込側に循環させるよう構成することもで
きる。

【００１３】

【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、ロータ軸を支承するベアリング
を支持するベアリングハウジングのロータ側端部を、そ
れぞれベアリングを超えて延長することによりロータの
両端に接近させて、ステータとロータとの間隙を除くロ
ータ室内の流体空間を低減するよう構成することによ
り、ロータ室内の不要な流体空間をなくし、必要最小限
の流路空間だけを確保して、流体摩擦損失を低減し、モ
ータ効率を向上することができる。

【００１４】

【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。

【００１５】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。なお、説明の便
宜上前述した図３および図４に示す従来のキャンドモー
タポンプの構成と同一の構成部分については、同一の参
照符号を付し、その詳細な説明は省略する。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
ドモータ部を示す。これらポンプ部１０とキャンドモー
タ部１２とはアダプタ５４により接続されている。

【００１６】ポンプ部１０には、インペラ４２を設けた
ポンプ室５６内に連通する吸込管５８と吐出管３４とを
備え、前記インペラ４２はキャンドモータ部１２のロー
タ軸２２の延長端部に取付けられている。

【００１７】一方、キャンドモータ部１２は、ステータ
１４とロータ１６とからなり、ロータ軸２２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、さらにこれらのベアリング３０、３２は前部ベア
リングハウジング２６と後部ベアリングハウジング２８
とにより支持されている。しかるに、本実施例において
は、前記ベアリングハウジング２６、２８のロータ側端
部をそれぞれロータ１６の両端にそれぞれ接近するよう
延設して、従来ロータ室として形成されていた流体空間
を極力小さくするように構成する。また、この場合に、
ロータ１６の両端にそれぞれ接近するよう延設したベア
リングハウジング２６、２８のロータ側端部と、ステー
タ１４との間にそれぞれリング状のシール部材６０、６
０を設ける。これにより、前記ベアリングハウジング２
６、２８とステータ１４との間に形成される空間を液封
して、ロータ室内の流体空間をさらに少なくすることが
できる。

【００１８】そこで、本実施例において、ポンプ取扱液
の一部は、従来と同様に、ポンプ部１０の吐出管３４よ
り外部配管３６を介してキャンドモータ部１２の後部ベ
アリングハウジング２８内に設けた流体室６２に導入す
るよう構成する。そして、この流体室６２に導入された
取扱液は、その一部は直接後部ベアリング３２を潤滑し
てロータ１６の後端部空間に案内されると共に、他の一
部はロータ軸２２の後部に穿設したバイパス通路６４を
介して前記ロータ１６の後端部空間において合流するよ
う構成される。次いで、この取扱液は、ステータ１４と
ロータ１６との間を経てロータ１６の前端部空間に導出
され、この間にモータの冷却が達成される。その後、取
扱液は、その一部は直接前部ベアリング３０を潤滑し、
ポンプ部１０とキャンドモータ部１２の隔壁部３８に設
けた軸貫通部間隙４０およびインペラ４２のバランスホ
ール４４を経て、ポンプ部１０の吸込側に循環する。他
の一部は、ロータ軸２２の前部に穿設したバイパス通路
６６を介してそれぞれポンプ部１０の吸込側に循環す
る。

【００１９】このようにして、本実施例のキャンドモー
タポンプによれば、従来のキャンドモータポンプに比べ
て、ロータ室内の流体空間を必要最小限に設定して、流
体摩擦損失の極めて少ない、ポンプ効率の優れたキャン
ドモータポンプを得ることができる。

【００２０】図２ａは、本発明に係るキャンドモータポ
ンプの別の実施例を示す概略側面断面図である。図２ｂ
は、スラストワッシャをロータに接するように配置しさ
らに効果を高めた例である。本実施例は、図４に示した
キャンドモータポンプに本発明を適用したものである。
このため、本実施例においても、ベアリングハウジング
２６、２８およびこれに関連する構成は、基本的に前記
図１に示す実施例と同一である。従って、図１に示す構
成と同一の構成部分については、同一の参照符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００２１】しかるに、本実施例においては、キャンド
モータ部１２に対する取扱液の導入および導出手段にお
いて、図４に示す従来の構成に対し若干の改良がなされ
ている。すなわち、ポンプ取扱液の導入に際しては、ポ
ンプ部１０の吐出側において、隔壁部３８に設けた通孔
４６および前部ベアリングハウジング２６に設けたバイ
パス孔６８を介してロータ１６の前端部空間に直接導入
するよう構成する。このようにして、前記ロータ１６の
前端部空間に導入された取扱液は、その一部は直接前部
ベアリング３０を潤滑し、ポンプ部１０とキャンドモー
タ部１２の隔壁部３８に設けた軸貫通部間隙４０および
インペラ４２のバランスホール４４を経て、ポンプ部１
０の吸込側に循環する。他の一部は、ステータ１４とロ
ータ１６との間を経てロータ１６の前端部空間に導出さ
れ、この間にモータの冷却が達成される。その後、取扱
液は、その一部は直接後部ベアリング３２を潤滑し、後
部ベアリングハウジング２８内に設けた流体室６２に導
入される。他の一部は後部ベアリングハウジング２８に
設けたバイパス孔７０を介して前記流体室６２において
合流する。このようにして合流した取扱液は、ロータ軸
２２を貫通する通路５２を介してポンプ部１０の吸込側
に循環する。

【００２２】このように構成される本実施例のキャンド
モータポンプにおいても、前記実施例と同様に、ロータ
室内の流体空間を必要最小限に設定して、流体摩擦損失
の極めて少ない、ポンプ効率の優れたキャンドモータポ
ンプを得ることができる。

【００２３】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。

【００２４】

【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、ポンプ部とキャンドモータ部とか
らなり、キャンドモータ部の両端部にベアリングハウジ
ングを設けてそれぞれベアリングを支持し、これらベア
リングによりロータ軸を回転自在に軸支し、ポンプ取扱
液の一部をキャンドモータ部内に導入して、このポンプ
取扱液によりベアリングの潤滑を行うと共にこのポンプ
取扱液をステータとロータとの間に供給してモータ部の
冷却を行うよう構成したキャンドモータポンプにおい
て、前記ベアリングハウジングのロータ側端部をそれぞ
れベアリングを超えて延長することによりロータの両端
に接近させて、ステータとロータとの間隙を除くロータ
室内の流体空間を低減するよう構成することによって、
ロータ室内の流体空間を必要最小限に設定することがで
き、ロータの流体摩擦損失を著しく少なくし、ポンプ効
率を容易に向上することができる。従って、本発明のキ
ャンドモータポンプは、高速運転が可能となるばかりで
なく、小形でポンプ効率の優れたキャンドモータポンプ
を得ることができる。

【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。

【図２】本発明に係るキャンドモータポンプの別の実施
例を示す概略側面断面図である。

【図３】図１に対応する従来のキャンドモータポンプの
構成例を示す概略側面断面図である。

【図４】図２に対応する従来のキャンドモータポンプの
構成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 １４ ステータ １６ ロータ １８ ステータキャン ２０ ロータキャン ２２ ロータ軸 ２４ モータケーシング ２６ 前部ベアリングハウジング ２８ 後部ベアリングハウジング ３０ 前部ベアリング ３２ 後部ベアリング ３４ 吐出管 ３６ 外部配管 ３８ 隔壁部 ４０ 軸貫通部間隙 ４２ インペラ ４４ バランスホール ４６ 通孔 ４８ 前部ロータ室 ５０ 後部ロータ室 ５２ 通路 ５４ アダプタ ５６ ポンプ室 ５８ 吸込管 ６０ シール部材 ６２ 流体室 ６４、６６ バイパス通路 ６８、７０ バイパス孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04D 13/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ部とキャンドモータ部とからな
   り、キャンドモータ部の両端部にベアリングハウジング
   を設けてそれぞれベアリングを支持し、これらベアリン
   グによりロータ軸を回転自在に軸支し、ポンプ取扱液の
   一部をキャンドモータ部内に導入して、このポンプ取扱
   液によりベアリングの潤滑を行うと共にこのポンプ取扱
   液をステータとロータとの間に供給してモータ部の冷却
   を行うよう構成したキャンドモータポンプにおいて、 前記ベアリングハウジングのロータ側端部をそれぞれベ
   アリングを超えて延長することによりロータの両端に接
   近させてステータとロータとの間隙を除くロータ室内の
   流体空間を低減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】 ベアリングハウジングのロータ両端にそ
   れぞれ接近するよう延設したロータ側端部とステータと
   の間にシール部材を設けて、前記ベアリングハウジング
   の外周部を液封してなる請求項１記載のキャンドモータ
   ポンプ。
3. 【請求項３】 ポンプ取扱液の一部を、ポンプ部の吐出
   管より外部配管を介してキャンドモータ部の後部ベアリ
   ングハウジング内へ導入し、次いで後部ベアリングハウ
   ジング内から後部ベアリングおよびロータ軸の後部に穿
   設したバイパス通路を介してロータの後端部に案内し、
   ステータとロータとの間を経てロータの前端部に導出
   し、さらに前部ベアリングおよびロータ軸の前部に穿設
   したバイパス通路を介してそれぞれポンプ部の吸込側に
   循環させるよう構成してなる請求項１または２記載のキ
   ャンドモータポンプ。
4. 【請求項４】 ポンプ取扱液の一部を、ポンプ部の吐出
   側より前部ベアリングハウジングに設けたバイパス孔を
   介してロータの前端部に導入し、次いで前部ベアリング
   を介してポンプ部の吸込側に循環させると共に、ステー
   タとロータとの間を経てロータの後端部に導出し、これ
   を後部ベアリングおよび後部ベアリングハウジングに設
   けたバイパス孔を介して後部ベアリングハウジング内に
   案内し、さらにロータ軸を貫通する通路を介してポンプ
   部の吸込側に循環させるよう構成してなる請求項１また
   は２記載のキャンドモータポンプ。