JP5248447B2 - Motor pump - Google Patents

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、モータポンプに係り、特に、モータ室とポンプ室とを有し、ポンプ室から吐出される取扱液モータ室にも流通させるモータポンプに関する。   The present invention relates to a motor pump, and more particularly, to a motor pump that has a motor chamber and a pump chamber and distributes it also to a handling liquid motor chamber discharged from the pump chamber.

モータポンプは、液体等を吸引し吐出するポンプと、ポンプを駆動するモータとを同軸に配置して一体化したものである。例えば、特許文献1には、液化ガス用のサブマージドポンプが述べられている。サブマージドポンプは、液化ガス等の取扱液が収納される容器の中にそのまま漬けて、その取扱液の吸引と吐出を行うものである。なお、−160℃程度の極低温の取扱液用のモータポンプは、クライオジェニックポンプと呼ばれることがある。例えば、ブタンを主成分とする極低温液化天然ガス用等にクライオジェニックポンプが用いられる。   The motor pump is formed by coaxially arranging a pump that sucks and discharges liquid and the like and a motor that drives the pump. For example, Patent Document 1 describes a submerged pump for liquefied gas. The submerged pump is immersed in a container in which a handling liquid such as liquefied gas is stored, and sucks and discharges the handling liquid. Note that a motor pump for handling liquid at a cryogenic temperature of about −160 ° C. is sometimes called a cryogenic pump. For example, a cryogenic pump is used for cryogenic liquefied natural gas mainly containing butane.

なお、特許文献1には、サブマージドポンプを停止すると、モータ室内部の圧力が急激に低下して、モータ室内の取扱液が急激に気化するため、モータ室にガス抜き弁を設けることが開示されている。   Note that Patent Document 1 discloses that when the submerged pump is stopped, the pressure in the motor chamber is suddenly reduced and the liquid handled in the motor chamber is rapidly vaporized, so that a vent valve is provided in the motor chamber. Has been.

特許文献2には、ポンプ部とモータ部とをアダプタを介し接続し、モータのロータ部分に取扱液を流通させるキャンドモータポンプであるが、モータ部の前部ロータ室とアダプタとの間に補助ポンプ室を設ける構成が開示されている。ここでは、ポンプ部よりポンプ取扱液の一部を補助ポンプ室へ案内し、モータ部の後部ロータ室とポンプ部の吐出管とを循環管により連通させてポンプ取扱液の一部をポンプ部の吐出管に還流させている。これによって、液のガス化防止と滞留による変質防止が達成されると述べられている。   Patent Document 2 discloses a canned motor pump in which a pump unit and a motor unit are connected via an adapter, and a handling liquid is circulated through the rotor portion of the motor. However, an auxiliary is provided between the front rotor chamber of the motor unit and the adapter. A configuration in which a pump chamber is provided is disclosed. Here, a part of the pump handling liquid is guided from the pump part to the auxiliary pump chamber, and the rear rotor chamber of the motor part and the discharge pipe of the pump part are communicated with each other by a circulation pipe, and a part of the pump handling liquid is supplied to the pump part. The discharge pipe is refluxed. By this, it is stated that prevention of gasification of liquid and prevention of deterioration due to retention are achieved.

特許文献3には、自己循環型キャンドモータポンプにおいて、ポンプ運転中に内部循環液が加熱されて重合物が発生する易重合性液体を移送する方法として、キャンドモータポンプに導入される易重合性液体の温度と、発熱前に冷却された直後の内部循環液の温度との関係を規定することが開示されている。   In Patent Document 3, in a self-circulating canned motor pump, as a method for transferring an easily polymerizable liquid in which an internal circulating liquid is heated during the operation of the pump and a polymer is generated, the easily polymerizable property introduced into the canned motor pump is disclosed. It is disclosed that the relationship between the temperature of the liquid and the temperature of the internal circulating liquid immediately after being cooled before heat generation is defined.

また、本発明に関連する技術として、特許文献4には、片吸込型多段ポンプのスラストバランスをとる機構として、バランスディスクを用いる構成が述べられている。ここでは、バランスディスクとその周囲の壁面との間の隙間である絞りを介して区画される上流側高圧バランス室と下流側低圧バランス室において、絞りによる圧力降下を介して、両バランス室の間に発生するバランススラスト力が、ポンプスラスト力とバランスするように構成されている。なお、バランスディスクは、バランスドラムと呼ばれることもある。   As a technique related to the present invention, Patent Document 4 describes a configuration using a balance disk as a mechanism for balancing the thrust of a single suction type multi-stage pump. Here, in the upstream high-pressure balance chamber and the downstream low-pressure balance chamber, which are defined via a restriction, which is a gap between the balance disk and the surrounding wall surface, between the balance chambers via a pressure drop due to the restriction. The balance thrust force generated in the engine is balanced with the pump thrust force. The balance disc is sometimes called a balance drum.

特開平11−230079号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-230079 特開昭54−158703号公報JP 54-158703 A 特開2007−132195号公報JP 2007-132195 A 特開平7−35090号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-35090

従来技術のように、モータポンプにおいて取扱液の一部をモータ室に流通することで、モータの冷却を行うことができる。ところで、取扱液が発熱するモータの周辺で重合することが生じると、ポンプの運転ができなくなることが起こる。つまり、重合しやすい取扱液の場合は、冷却のために十分な量であっても、重合を防止するには不十分な量である場合がある。   As in the prior art, the motor can be cooled by circulating a part of the handling liquid in the motor chamber in the motor pump. By the way, if the handling liquid is polymerized around the heat generating motor, the pump may not be operated. In other words, in the case of a handling liquid that is easily polymerized, there may be an amount that is insufficient to prevent polymerization, even if the amount is sufficient for cooling.

そこで、特許文献2に述べられている補助ポンプを利用して、モータ室に流通する取扱液の量を多くすることが考えられるが、そのようにすると、モータ室の取扱液の圧力が高くなる。モータ室の取扱液の圧力が高くなると、特許文献4で述べられているようなバランスドラム技術をそのままでは利用できなくなる。すなわち、特許文献4のバランスディスクをそのまま補助ポンプ室とモータ室の間に設けると、補助ポンプから吐出された液が降圧されたバランスディスクの下流側低圧バランス室の圧力よりも、補助ポンプから吐出された液が直接供給されるモータ室の圧力が高くなることになることが生じ得る。これによってバランスディスクの性能が低下し、バランスディスクの大型化、大動力化につながる。   Therefore, it is conceivable to use the auxiliary pump described in Patent Document 2 to increase the amount of the handling liquid that circulates in the motor chamber, but in this case, the pressure of the handling liquid in the motor chamber increases. . When the pressure of the liquid handled in the motor chamber becomes high, the balance drum technique described in Patent Document 4 cannot be used as it is. That is, when the balance disk of Patent Document 4 is provided directly between the auxiliary pump chamber and the motor chamber, the liquid discharged from the auxiliary pump is discharged from the auxiliary pump rather than the pressure in the low-pressure balance chamber downstream of the balance disk. It may occur that the pressure in the motor chamber to which the liquid thus directly supplied is increased. This reduces the performance of the balance disk, leading to an increase in the size and power of the balance disk.

本発明の目的は、バランスディスクの性能を向上させながら、モータ室における取扱液の量を増加できるモータポンプを提供することである。他の目的は、バランスディスクの性能を向上させながら、モータ室における取扱液の重合を抑制できるモータポンプを提供することである。以下の手段は、上記目的の少なくとも1つに貢献する。   The objective of this invention is providing the motor pump which can increase the quantity of the handling liquid in a motor chamber, improving the performance of a balance disk. Another object is to provide a motor pump that can suppress polymerization of the handling liquid in the motor chamber while improving the performance of the balance disk. The following means contribute to at least one of the above objects.

本発明に係るモータポンプは、回転軸を有する回転子と回転子の周囲に配置される固定子とを含むモータ室と、回転軸に固定されたインペラを有し、インペラを回転させることによって取扱液の吸引と吐出とを行うポンプ室と、ポンプ室から吐出された取扱液である吐出取扱液の大部分を吐出口に導く主吐出流路と、ポンプ室から吐出された取扱液である吐出取扱液の少なくとも一部を昇圧して昇圧吐出液として吐出する補助ポンプ室と、補助ポンプ室から吐出された昇圧吐出液の少なくとも一部を、回転軸のスラストバランスをとるためのバランスドラム室を介してポンプ室の吸引口に戻す循環流通手段と、補助ポンプ室から吐出された昇圧吐出液の少なくとも一部を、バランスドラム室を介さずにモータ室内に流通させ、その後に主流通流路の吐出取扱液と合流させるモータ室流通手段と、を備え、循環流通手段は、バランスドラム室の下流側低圧部からポンプ室の吸入口に至る循環路と、昇圧吐出液が流通するモータ室内とを隔離する仕切り手段を有することを特徴とする。   A motor pump according to the present invention includes a motor chamber including a rotor having a rotating shaft and a stator disposed around the rotor, an impeller fixed to the rotating shaft, and is handled by rotating the impeller. A pump chamber that performs suction and discharge of liquid, a main discharge channel that leads most of the discharge handling liquid, which is the handling liquid discharged from the pump chamber, to the discharge port, and a discharge that is the handling liquid discharged from the pump chamber An auxiliary pump chamber that boosts at least a part of the handled liquid and discharges it as a boosted discharge liquid; and a balance drum chamber that balances at least a part of the boosted discharge liquid discharged from the auxiliary pump chamber with a thrust shaft. Circulating circulation means for returning to the suction port of the pump chamber, and at least part of the pressurized discharge liquid discharged from the auxiliary pump chamber is circulated in the motor chamber without going through the balance drum chamber, and then the main circulation Motor chamber circulation means for merging with the discharge discharge liquid of the passage, and the circulation circulation means includes a circulation path from the downstream low pressure portion of the balance drum chamber to the suction port of the pump chamber, and a motor chamber in which the pressurized discharge liquid flows. It has the partition means which isolate | separates.

また、本発明に係るモータポンプにおいて、ポンプ室の吐出部と主吐出流路との間に設けられ、主吐出流路に導かれる吐出取扱液の割合を調整する主吐出絞り部を備えることが好ましい。   The motor pump according to the present invention may further include a main discharge throttle portion that is provided between the discharge portion of the pump chamber and the main discharge flow path and adjusts the ratio of discharge handling liquid guided to the main discharge flow path. preferable.

また、本発明に係るモータポンプにおいて、モータ室と主流通流路との間に設けられ、モータ室内を流通する昇圧吐出液の割合を調整するモータ室絞り部を備えることが好ましい。   In the motor pump according to the present invention, it is preferable that the motor pump includes a motor chamber restricting portion that is provided between the motor chamber and the main circulation channel and adjusts the ratio of the pressurized discharge liquid that circulates in the motor chamber.

また、本発明に係るモータポンプにおいて、ポンプ室は、重合性液体を取扱液として吸引と吐出とを行うことが好ましい。   In the motor pump according to the present invention, it is preferable that the pump chamber performs suction and discharge using a polymerizable liquid as a handling liquid.

また、本発明に係るモータポンプにおいて、取扱液は、液化ブタンであることが好ましい。   In the motor pump according to the present invention, the handling liquid is preferably liquefied butane.

上記構成により、モータポンプは、ポンプ室と補助ポンプ室とモータ室とを備える。ここでは、ポンプ室から吐出された取扱液である吐出取扱液の大部分を吐出口に導き、循環流通手段によって、補助ポンプ室から吐出された昇圧吐出液の少なくとも一部を、回転軸のスラストバランスをとるためのバランスドラム室を介してポンプ室の吸引口に戻し、モータ室流通手段によって、補助ポンプ室から吐出された昇圧吐出液の少なくとも一部を、バランスドラム室を介さずにモータ室内に流通させ、その後に主流通流路の吐出取扱液と合流させる。そして、循環流通手段は、バランスドラム室の下流側低圧部からポンプ室の吸入口に至る循環路と、昇圧吐出液が流通するモータ室内とを隔離する仕切り手段を有する。   With the above configuration, the motor pump includes a pump chamber, an auxiliary pump chamber, and a motor chamber. Here, most of the discharge handling liquid, which is the handling liquid discharged from the pump chamber, is guided to the discharge port, and at least a part of the boosted discharge liquid discharged from the auxiliary pump chamber is circulated by the circulation and circulation means. It returns to the suction port of the pump chamber via the balance drum chamber for balancing, and at least a part of the boosted discharge liquid discharged from the auxiliary pump chamber by the motor chamber circulation means is not passed through the balance drum chamber. And then merged with the discharge handling liquid in the main flow path. The circulation / circulation means has partition means for isolating the circulation path from the low-pressure portion on the downstream side of the balance drum chamber to the suction port of the pump chamber and the motor chamber through which the pressurized discharge liquid flows.

補助ポンプの機能によってモータ室に十分な量の取扱液を流通できる。また、仕切り手段によって、バランスドラム室の下流低圧部とポンプ室とが隔離されるので、下流低圧部の圧力を十分な低圧に維持でき、また、上流低圧部の圧力が十分な高圧にでき、バランスディスクの効率が向上する。これによって、バランスディスクの性能を向上させながら、モータ室における取扱液の量を増加できる。   A sufficient amount of handling liquid can be distributed to the motor chamber by the function of the auxiliary pump. Moreover, since the downstream low-pressure part of the balance drum chamber and the pump chamber are separated by the partitioning means, the pressure of the downstream low-pressure part can be maintained at a sufficiently low pressure, and the pressure of the upstream low-pressure part can be sufficiently high, The efficiency of the balance disk is improved. As a result, the amount of liquid handled in the motor chamber can be increased while improving the performance of the balance disk.

また、モータポンプにおいて、ポンプ室の吐出部と主吐出流路との間に、主吐出流路に導かれる吐出取扱液の割合を調整する主吐出絞り部が設けられるので、実際に取扱液を吸引・吐出する状況に応じ、主吐出流路に導かれる吐出取扱液と、モータ室に導かれあるいはバランスドラムに供給される取扱液との割合を適切に調整できる。   Also, in the motor pump, a main discharge restrictor is provided between the discharge part of the pump chamber and the main discharge flow path to adjust the ratio of discharge handled liquid guided to the main discharge flow path. The ratio of the discharge handling liquid guided to the main discharge flow path and the handling liquid guided to the motor chamber or supplied to the balance drum can be appropriately adjusted according to the state of suction / discharge.

また、モータポンプにおいて、モータ室と主流通流路との間に、モータ室内を流通する昇圧吐出液の割合を調整するモータ室絞り部が設けられるので、モータ室内を流通する昇圧吐出液の量を、モータ室内の冷却、取扱液重合抑制に適するように調整できる。   Further, in the motor pump, since the motor chamber restricting portion for adjusting the ratio of the boosted discharge liquid flowing in the motor chamber is provided between the motor chamber and the main flow path, the amount of the boosted discharge liquid flowing in the motor chamber Can be adjusted to be suitable for cooling the motor chamber and suppressing polymerization of the handling liquid.

また、モータポンプにおいて、ポンプ室は、重合性液体を取扱液として吸引と吐出とを行う。したがって、重合性液体の重合を抑制しながら、モータの冷却を行うことができる。   In the motor pump, the pump chamber performs suction and discharge using a polymerizable liquid as a handling liquid. Therefore, the motor can be cooled while suppressing polymerization of the polymerizable liquid.

また、モータポンプにおいて、取扱液は、液化ブタンである。したがって、液化ブタンの重合を抑制しながら、モータの冷却を行うことができる。   In the motor pump, the handling liquid is liquefied butane. Therefore, the motor can be cooled while suppressing the polymerization of liquefied butane.

本発明に係る実施の形態におけるモータポンプの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the motor pump in embodiment which concerns on this invention. 図1の部分拡大詳細図である。FIG. 2 is a partially enlarged detail view of FIG. 1. 本発明に係る実施の形態において、主吐出流の様子を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the mode of the main discharge flow. 本発明に係る実施の形態において、モータ周り流の様子を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the mode of a motor periphery flow. 本発明に係る実施の形態において、循環流の様子を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the mode of a circulating flow. 従来技術におけるモータポンプにおいて、取扱液の流れの様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the flow of handling liquid in the motor pump in a prior art. 本発明に係る実施の形態において、モータ周り流れの量の改善の様子を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the mode of improvement of the quantity of the motor periphery flow.

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、モータポンプとして、ブタンを主成分とした混合液を取扱液とするクライオジェニックポンプを説明するが、ブタン以外を主成分とする取扱液であってもよい。また、以下において、ポンプ室は2段インペラとし、補助ポンプ室は1段インペラとしたが、モータポンプの使用に応じてインペラの段数を適当に変更できる。また、以下の取扱液の流れ方は1例であって、主吐出流と、循環流と、モータ周り流とがあればよく、それぞれの具体的な流れ方は、モータポンプの詳細仕様に応じて適宜変更が可能である。また、以下で述べる材質、形状、寸法等は説明のための例示であり、モータポンプの仕様等に適合するように適宜変更が可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Below, the cryogenic pump which uses the liquid mixture which has butane as the main component as a handling liquid is demonstrated as a motor pump, However, The handling liquid which has components other than butane as a main component may be sufficient. In the following description, the pump chamber is a two-stage impeller and the auxiliary pump chamber is a one-stage impeller. However, the number of impeller stages can be appropriately changed according to the use of the motor pump. In addition, the flow of the following handling liquid is only an example, and it is sufficient that there are a main discharge flow, a circulation flow, and a flow around the motor, and each specific flow method depends on the detailed specifications of the motor pump. Can be changed as appropriate. The materials, shapes, dimensions, and the like described below are examples for explanation, and can be appropriately changed so as to conform to the specifications of the motor pump.

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。   Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.

図1は、モータポンプ10の構成を示す断面図である。ここでは、内部構造が理解しやすいように、長手軸を境に上下で断面の様子を一部異ならせて示してある。モータポンプ10は、ブタンを主成分とする混合液を取扱液とし、例えば、取扱液が収納される容器の中にモータポンプ10をそのまま漬けて、その取扱液の吸引と吐出を行うもので、いわゆるクライオジェニックポンプと呼ばれるものである。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the motor pump 10. Here, in order to facilitate understanding of the internal structure, the cross-sectional appearance is partially different from that of the longitudinal axis. The motor pump 10 uses a mixed liquid containing butane as a main component as a handling liquid. For example, the motor pump 10 is immersed in a container in which the handling liquid is stored, and the handling liquid is sucked and discharged. This is a so-called cryogenic pump.

モータポンプ10は、モータ部20とポンプ部40とが回転軸22に沿って同軸に配置され、ポンプ部40とモータ部20との側に補助ポンプ部60とバランスドラム部80とが配置される。図2は、補助ポンプ部60とバランスドラム部80の周辺の部分拡大詳細図である。   In the motor pump 10, the motor unit 20 and the pump unit 40 are arranged coaxially along the rotation shaft 22, and the auxiliary pump unit 60 and the balance drum unit 80 are arranged on the pump unit 40 and the motor unit 20 side. . FIG. 2 is a partially enlarged detail view around the auxiliary pump unit 60 and the balance drum unit 80.

モータポンプ10は、モータ部20の駆動によって回転軸を回転させ、これによってポンプ部40のインペラ42を回転させ、ポンプ部40のポンプ部40の一端側の取扱液吸引口12から取扱液を吸引し、モータ部20の他端側の取扱液吐出口14から取扱液を吐出取扱液として吐出する機能を有する。このように取扱液吸引口12から取扱液吐出口14に向かって移送することがモータポンプ10の最も基本的な機能である。   The motor pump 10 rotates the rotating shaft by driving the motor unit 20, thereby rotating the impeller 42 of the pump unit 40, and sucking the handling liquid from the handling liquid suction port 12 on one end side of the pump unit 40 of the pump unit 40. And it has a function which discharges a handling liquid as a discharge handling liquid from the handling liquid discharge port 14 of the other end side of the motor part 20. FIG. Transferring from the handling liquid suction port 12 toward the handling liquid discharge port 14 is the most basic function of the motor pump 10.

また、モータポンプ10は、補助ポンプ部60によって、ポンプ部40から吐出された取扱液である吐出取扱液の少なくとも一部を昇圧して昇圧吐出液として吐出し、この一部をモータ部20に流通させてモータ部20を冷却する機能を有する。これがモータポンプ10のモータ自己冷却機能である。また、モータポンプ10は、昇圧吐出液の一部についてバランスドラム部80を介してポンプ部40の取扱液吸引口12に戻し、回転軸22についてのスラストバランスを図る機能を有する。これがモータポンプ10のスラストバランス機能である。   In addition, the motor pump 10 boosts at least a part of the discharge handling liquid that is the handling liquid discharged from the pump part 40 by the auxiliary pump part 60 and discharges it as a boosted discharge liquid. It has a function of circulating and cooling the motor unit 20. This is the motor self-cooling function of the motor pump 10. Further, the motor pump 10 has a function of returning a part of the boosted discharge liquid to the handled liquid suction port 12 of the pump unit 40 via the balance drum unit 80 and achieving a thrust balance with respect to the rotating shaft 22. This is the thrust balance function of the motor pump 10.

モータ部20は、回転軸22を有する回転子24と、回転子24の周囲に配置される固定子26とを含んで構成される。モータ部20は、その内部に冷却用の取扱液が流れるように、周囲に液体が漏れない構造となっている。その意味で、冷却用の取扱液が流れる空間をモータ室28と呼ぶことができる。モータ室28を構成する密閉ケースの内側には、回転軸22、回転子24、固定子26が配置されることになる。   The motor unit 20 includes a rotor 24 having a rotation shaft 22 and a stator 26 disposed around the rotor 24. The motor unit 20 has a structure in which liquid does not leak to the surroundings so that a cooling handling liquid flows inside the motor unit 20. In that sense, the space through which the cooling handling liquid flows can be referred to as the motor chamber 28. The rotating shaft 22, the rotor 24, and the stator 26 are disposed inside the sealed case that constitutes the motor chamber 28.

モータ室28を構成する密閉ケースの外側に設けられる主吐出流路30は、ポンプ部40によって吐出される取扱液の大部分を流すための流路である。主吐出流路30は、ポンプ部40において後述する吐出室44から絞り部46を通して吐出取扱液が導入される導入口から、モータ室28を構成する密閉ケースの外周の最も下流側である取扱液吐出口14までに渡って設けられる。   The main discharge flow path 30 provided outside the sealed case constituting the motor chamber 28 is a flow path for flowing most of the handling liquid discharged by the pump unit 40. The main discharge flow path 30 is the handling liquid that is the most downstream side of the outer periphery of the sealed case constituting the motor chamber 28 from the inlet through which the discharged handling liquid is introduced from the discharge chamber 44 described later in the pump section 40 through the throttle section 46. It is provided over the discharge port 14.

ポンプ部40から吐出される吐出取扱液は、この主吐出流路30を流れる部分と、後述するように補助ポンプ部60を介してバランスドラム部80に流れる部分とに分けられるが、主吐出流路30の流路抵抗は、バランスドラム部80等の流路抵抗に比較して小さいので、ポンプ部40から吐出される吐出取扱液の大部分はこの主吐出流路30を流れることになる。   The discharge handling liquid discharged from the pump unit 40 is divided into a part that flows through the main discharge channel 30 and a part that flows into the balance drum unit 80 via the auxiliary pump unit 60 as described later. Since the flow path resistance of the path 30 is smaller than the flow path resistance of the balance drum unit 80 or the like, most of the discharge handling liquid discharged from the pump unit 40 flows through the main discharge flow path 30.

また、モータ室28を構成する密閉ケースの最も下流側、すなわち、その外周における取扱液吐出口14の近傍に設けられる絞り部32は、モータ室28内を流通する昇圧吐出液の割合を調整する機能を有する絞り装置である。すなわち、この絞り部32は、モータ室28の内部と、その外側の主吐出流路30との間に設けられ、モータ室28内を流通する昇圧吐出液を主吐出流路30に戻すときの戻し量を調整する機能を有する。これによって、モータ室28内を流通する昇圧吐出液量を調整して、モータ室28内の冷却能力と、取扱液の重合の抑制とを適切に行うことができる。   Further, the throttle portion 32 provided on the most downstream side of the sealed case constituting the motor chamber 28, that is, in the vicinity of the handling liquid discharge port 14 on the outer periphery thereof, adjusts the ratio of the pressurized discharge liquid flowing through the motor chamber 28. This is a diaphragm device having a function. That is, the throttle portion 32 is provided between the inside of the motor chamber 28 and the main discharge flow path 30 outside the motor chamber 28, and is used when returning the pressurized discharge liquid flowing in the motor chamber 28 to the main discharge flow path 30. It has a function to adjust the return amount. As a result, the amount of the pressurized discharge liquid flowing through the motor chamber 28 can be adjusted, and the cooling capacity in the motor chamber 28 and the suppression of the polymerization of the handling liquid can be appropriately performed.

ポンプ部40は、取扱液吸引口12と、回転軸22に固定された2段のインペラ42と、後段のインペラ42の下流側に設けられる吐出室44を含んで構成される。各インペラ42は、インペラ翼とディフーザとで構成することができる。ポンプ部40は、モータ部20の駆動によって回転される回転軸22に取り付けられているインペラが回転することで、取扱液吸引口12から取扱液を吸引し、加圧された吐出取扱液として吐出室に吐出する機能を有する。ポンプ部40も、その内部を取扱液が流れるように、周囲に液体が漏れない構造となっている。その意味で、取扱液が流れる空間をポンプ室と呼ぶことができる。ポンプ室を構成する密閉ケースの内側には、回転軸22、2段のインペラ42が配置されることになる。   The pump unit 40 includes a handling liquid suction port 12, a two-stage impeller 42 fixed to the rotating shaft 22, and a discharge chamber 44 provided on the downstream side of the rear-stage impeller 42. Each impeller 42 can be composed of an impeller blade and a diffuser. The pump unit 40 sucks the handling liquid from the handling liquid suction port 12 by the impeller attached to the rotating shaft 22 rotated by driving of the motor unit 20 and discharges it as a pressurized discharge handling liquid. It has a function of discharging into the chamber. The pump unit 40 is also configured to prevent liquid from leaking to the surroundings so that the handling liquid flows through the pump unit 40. In that sense, the space through which the handling liquid flows can be called a pump chamber. The rotary shaft 22 and the two-stage impeller 42 are disposed inside the sealed case constituting the pump chamber.

吐出室44と主吐出流路30との間に設けられる絞り部46は、吐出室44から主吐出流路30に導かれる吐出取扱液の量を調整する機能を有する絞り装置である。モータポンプ10が設置される状況は、実際に取扱液を吸引・吐出する現場によってかなり異なり、吸引圧、吐出圧も異なってくる。絞り部46は、主吐出流路を流れる吐出取扱液の量を、現場の状況に合わせて適切なものに調整する機能を有する。すなわち、モータポンプ10の設置条件に合わせて、絞り部46の仕様を選択し、適切な仕様の絞り部46に交換することで、主吐出流路を流れる吐出取扱液の量を、現場の状況に合わせて適切なものに調整できる。   The throttle 46 provided between the discharge chamber 44 and the main discharge flow path 30 is a throttling device having a function of adjusting the amount of discharge handling liquid guided from the discharge chamber 44 to the main discharge flow path 30. The situation where the motor pump 10 is installed varies considerably depending on the actual site where the handling liquid is sucked and discharged, and the suction pressure and the discharge pressure also differ. The restrictor 46 has a function of adjusting the amount of the discharge handling liquid flowing through the main discharge flow path to an appropriate one according to the situation at the site. That is, according to the installation conditions of the motor pump 10, the specification of the throttle unit 46 is selected and replaced with the throttle unit 46 having an appropriate specification, so that the amount of discharge handling liquid flowing through the main discharge channel can be changed to the situation at the site. Can be adjusted to the appropriate one.

吐出室44の下流側に接続して設けられる補助ポンプ部60は、回転軸22に固定された1段のインペラ62とその下流側に設けられる昇圧吐出室64を含んで構成される。このインペラ62もインペラ翼とディフーザとで構成することができる。補助ポンプ部60は、ポンプ部40から吐出された吐出取扱液の一部を昇圧して昇圧吐出液として吐出する機能を有する。図2の詳細図に示されるように、昇圧吐出室64は、インペラ62によって吐出室44の圧力からさらに昇圧された昇圧吐出液が吐出される空間である。補助ポンプ部60も、その内部を吐出取扱液が流れるように、周囲に液体が漏れない構造となっている。その意味で、吐出取扱液が流れる空間を補助ポンプ室と呼ぶことができる。補助ポンプ室を構成する密閉ケースは、ポンプ室を構成する密閉ケースと一体構造である。この密閉ケースの内側には、回転軸22、1段のインペラ62が配置されることになる。   The auxiliary pump unit 60 provided connected to the downstream side of the discharge chamber 44 includes a one-stage impeller 62 fixed to the rotary shaft 22 and a boosted discharge chamber 64 provided downstream thereof. The impeller 62 can also be composed of an impeller blade and a diffuser. The auxiliary pump unit 60 has a function of boosting a part of the discharge handling liquid discharged from the pump unit 40 and discharging it as a boosted discharge liquid. As shown in the detailed view of FIG. 2, the boosted discharge chamber 64 is a space in which the boosted discharge liquid further boosted from the pressure of the discharge chamber 44 by the impeller 62 is discharged. The auxiliary pump unit 60 also has a structure in which liquid does not leak to the surroundings so that the discharge handling liquid flows inside. In that sense, the space through which the discharge handling liquid flows can be called an auxiliary pump chamber. The sealed case constituting the auxiliary pump chamber has an integrated structure with the sealed case constituting the pump chamber. The rotary shaft 22 and the first stage impeller 62 are disposed inside the sealed case.

このように、吐出室44の吐出取扱液は、絞り部46を経由して主吐出流路30を流れる部分と、補助ポンプ部60に供給される部分とに分けられる。   Thus, the discharge handling liquid in the discharge chamber 44 is divided into a part that flows through the main discharge flow path 30 via the throttle part 46 and a part that is supplied to the auxiliary pump part 60.

昇圧吐出室64の下流側に接続され、回転軸22を支持する軸受21の上流側に配置されるバランスドラム部80は、バランスドラム82と、バランスドラム82を収納する空間であるバランスドラム室を含み、バランスドラム室内でバランスドラム82の周囲に昇圧吐出液を循環させることで、回転軸22のスラストをバランスさせる機能を有する。すなわち、図1におけるポンプ部40は、取扱液を取扱液吸引口12から取扱液吐出口14に向かって一方向に移送する機能を有するので、回転軸22に対しその反力として、取扱液吐出口14から取扱液吸引口12に向かうポンプスラスト力を与える。このポンプスラスト力と逆方向にバランススラスト力を発生する機能をバランスドラム82は有する。   The balance drum unit 80 connected to the downstream side of the boosting discharge chamber 64 and arranged on the upstream side of the bearing 21 that supports the rotating shaft 22 includes a balance drum 82 and a balance drum chamber that is a space for storing the balance drum 82. And having a function of balancing the thrust of the rotating shaft 22 by circulating the pressurized discharge liquid around the balance drum 82 in the balance drum chamber. That is, the pump unit 40 in FIG. 1 has a function of transferring the handling liquid in one direction from the handling liquid suction port 12 toward the handling liquid discharge port 14. A pump thrust force from the outlet 14 toward the handling liquid suction port 12 is applied. The balance drum 82 has a function of generating a balance thrust force in a direction opposite to the pump thrust force.

図2の詳細図に示されるように、バランスドラム82においては、バランスドラム82とバランスドラム室の内壁面との間の隙間が絞りとして機能するようになっており、バランスドラム82とその隙間を介して、バランスドラム室は、上流側のバランス室と下流側のバランス室に区画される。そして、隙間の絞り効果による圧力降下を介して、上流側バランス室の圧力が高圧側となり、下流側のバランス室が低圧側となる。このように、バランスドラム82の上流側のバランス室の高圧と下流側のバランス室の低圧との差によって、回転軸22に取り付けられるバランスドラム82には、取扱液吸引口12から取扱液吐出口14に向かう方向のバランススラスト力が発生する。このバランススラスト力を、先ほどのポンプスラスト力と釣り合わせるように、バランスドラム82と絞り等が設計される。   As shown in the detailed view of FIG. 2, in the balance drum 82, a gap between the balance drum 82 and the inner wall surface of the balance drum chamber functions as a diaphragm. Accordingly, the balance drum chamber is divided into an upstream balance chamber and a downstream balance chamber. The pressure in the upstream balance chamber becomes the high pressure side and the balance chamber on the downstream side becomes the low pressure side through the pressure drop due to the narrowing effect of the gap. Thus, the balance liquid 82 is connected to the balance drum 82 attached to the rotary shaft 22 by the difference between the high pressure of the balance chamber upstream of the balance drum 82 and the low pressure of the balance chamber downstream. A balance thrust force in a direction toward 14 is generated. The balance drum 82, the diaphragm, and the like are designed so that this balance thrust force is balanced with the previous pump thrust force.

バランスドラム82の下流側の低圧バランス室は、上記のように回転軸22を支持する軸受21に向かい合って配置される。軸受21が配置されるところは、ポンプ室、補助ポンプ室、バランスドラム室を内部に含む一体型の密閉ケースと、モータ室28を形成する密閉ケースとが接続する箇所である。換言すれば、軸受21の隙間は、ポンプ室、補助ポンプ室、バランスドラム室を内部に含む一体型の密閉ケースと、モータ室28を形成する密閉ケースとの間にある隙間である。   The low-pressure balance chamber on the downstream side of the balance drum 82 is arranged to face the bearing 21 that supports the rotary shaft 22 as described above. The place where the bearing 21 is disposed is a place where an integrated sealed case including a pump chamber, an auxiliary pump chamber, and a balance drum chamber are connected to a sealed case forming the motor chamber 28. In other words, the gap between the bearings 21 is a gap between an integrated hermetic case including a pump chamber, an auxiliary pump chamber, and a balance drum chamber, and a hermetic case forming the motor chamber 28.

したがって、バランスドラム82の低圧バランス室の取扱液は、この軸受21の隙間を通って流れ出すことになる。この軸受21の下流側に設けられる仕切り空間84は、バランスドラム82の低圧バランス室から軸受21の隙間を介して流れ出す取扱液を受け止めるための空間である。   Therefore, the liquid handled in the low-pressure balance chamber of the balance drum 82 flows out through the gap between the bearings 21. The partition space 84 provided on the downstream side of the bearing 21 is a space for receiving the handling liquid flowing out from the low-pressure balance chamber of the balance drum 82 through the gap of the bearing 21.

仕切り部86は、仕切り空間84を形成するために、軸受21の隙間を塞ぎ、バランスドラム室と、モータ室28とを隔離する仕切り手段である。これによって、仕切り空間84における圧力は、モータ室28の圧力と無関係とすることができる。例えば、モータ室28の圧力が仕切り空間84の圧力より高くても、そのことで仕切り空間84の圧力が変動することはない。   The partition portion 86 is a partition means that closes the gap of the bearing 21 and isolates the balance drum chamber and the motor chamber 28 in order to form the partition space 84. As a result, the pressure in the partition space 84 can be independent of the pressure in the motor chamber 28. For example, even if the pressure in the motor chamber 28 is higher than the pressure in the partition space 84, the pressure in the partition space 84 does not fluctuate.

仕切り空間84から取扱液吸引口12に向かって設けられる循環戻し流路90は、仕切り空間84に流れ出す取扱液を取扱液吸引口12に戻し、これによってバランスドラム部80を流れる取扱液を循環させる機能を有する流路である。すなわち、バランスドラム部80には、取扱液吸引口12−ポンプ部40−補助ポンプ部60−昇圧吐出室64−バランスドラム82−軸受21−仕切り空間84−循環戻し流路90−取扱液吸引口12の経路で取扱液が循環して流れることになる。この循環経路を形成する各要素が、取扱液をバランスドラム82の周りに循環させるための循環流通手段に相当する。   The circulation return channel 90 provided from the partition space 84 toward the handling liquid suction port 12 returns the handling liquid flowing out to the partition space 84 to the handling liquid suction port 12, thereby circulating the handling liquid flowing through the balance drum unit 80. This is a channel having a function. That is, the balance drum unit 80 includes a handling liquid suction port 12-a pump unit 40-an auxiliary pump unit 60-a boost discharge chamber 64-a balance drum 82-a bearing 21-a partition space 84-a circulation return channel 90-a handling liquid suction port. The handling liquid circulates in 12 routes. Each element forming this circulation path corresponds to a circulation means for circulating the handling liquid around the balance drum 82.

バランスドラム部80において、バランスドラム82を経由せず、むしろバランスドラム82と軸受21を迂回して設けられるモータ室向け流路92は、昇圧吐出室64とモータ室28とを接続し、昇圧取扱液をモータ冷却用としてモータ室28に供給する機能を有する流路である。すなわち、モータ室28には、取扱液吸引口12−ポンプ部40−補助ポンプ部60−昇圧吐出室64−モータ室向け流路92を介して、取扱液が供給される。この経路を形成する各要素が、取扱液をモータ室28に供給するためのモータ室流通手段に相当する。   In the balance drum portion 80, the passage 92 for the motor chamber that is provided not through the balance drum 82 but rather bypasses the balance drum 82 and the bearing 21 connects the boost discharge chamber 64 and the motor chamber 28, and handles the boost. The flow path has a function of supplying the liquid to the motor chamber 28 for cooling the motor. That is, the handling liquid is supplied to the motor chamber 28 via the handling liquid suction port 12 -pump unit 40 -auxiliary pump unit 60 -pressure increase discharge chamber 64 -motor chamber flow path 92. Each element forming this path corresponds to a motor chamber circulation means for supplying the handling liquid to the motor chamber 28.

このようにしてモータ室28に供給された取扱液は、ポンプ部40から吐出された吐出取扱液を補助ポンプ部60によってさらに昇圧した昇圧取扱液である。この昇圧取扱液は、モータ室28において、回転子24と固定子26との間の隙間等を流れ、軸受23の隙間等を通って、モータ室28の外に流れ出し、主吐出流路30を流れてきた取扱液と合流し、取扱液吐出口14に至る。なお、軸受23の隙間以外に、絞り部32を経由して取扱液吐出口14に至る流れがあり、その機能については既に説明した。   The handling liquid supplied to the motor chamber 28 in this way is a boosted handling liquid obtained by further boosting the discharged handling liquid discharged from the pump unit 40 by the auxiliary pump unit 60. In the motor chamber 28, the boosted handling liquid flows through a gap between the rotor 24 and the stator 26, flows out of the motor chamber 28 through a gap in the bearing 23, and the main discharge flow path 30. The handling liquid that has flowed joins and reaches the handling liquid discharge port 14. In addition to the clearance of the bearing 23, there is a flow that reaches the handled liquid discharge port 14 via the throttle portion 32, and the function thereof has already been described.

次に、上記構成における取扱液の流れについて、図3、図4、図5を用いて説明する。図3は、モータポンプ10の基本的機能である取扱液の移送に関する取扱液の流れである主吐出流100を示す図である。図4は、モータポンプ10のモータ自己冷却機能に関する取扱液の流れであるモータ周り流102,103を示す図である。図5は、モータポンプのスラストバランス機能に関する取扱液の流れである循環流104を示す図である。   Next, the flow of the handling liquid in the above configuration will be described with reference to FIG. 3, FIG. 4, and FIG. FIG. 3 is a view showing a main discharge flow 100 which is a flow of the handling liquid relating to the transfer of the handling liquid, which is a basic function of the motor pump 10. FIG. 4 is a diagram showing the motor peripheral flows 102 and 103 which are the flow of the handling liquid related to the motor self-cooling function of the motor pump 10. FIG. 5 is a diagram showing a circulating flow 104 that is a flow of the handling liquid related to the thrust balance function of the motor pump.

図3には、モータポンプ10における取扱液の移送に関する取扱液の流れである主吐出流100が示されている。主吐出流100は、取扱液吸引口12−ポンプ部40のインペラ42−吐出室44−絞り部46−主吐出流路30−取扱液吐出口14の経路の流れである。絞り部46は、上記のように、吐出室44から主吐出流路30に導かれる吐出取扱液の量を調整する機能を有する絞り装置である。なお、絞り部46は、モータ室28と主吐出流路30の間に設けられる絞り部32と区別するために主吐出絞り部と呼ぶことができる。   FIG. 3 shows a main discharge flow 100 that is a flow of the handling liquid related to the transfer of the handling liquid in the motor pump 10. The main discharge flow 100 is a flow of the route of the handling liquid suction port 12 -the impeller 42 of the pump unit 40 -the discharge chamber 44 -the throttle unit 46 -the main discharge channel 30 -the handling liquid discharge port 14. As described above, the throttle unit 46 is a throttle device having a function of adjusting the amount of discharge handling liquid guided from the discharge chamber 44 to the main discharge channel 30. The restricting portion 46 can be called a main discharge restricting portion in order to distinguish from the restricting portion 32 provided between the motor chamber 28 and the main discharge flow path 30.

図4には、モータポンプ10におけるモータ自己冷却に関する取扱液の流れであるモータ周り流102が示されている。モータ周り流102は、モータ室内を流通する取扱液の流れであり、その意味でモータ室流通流れと呼ぶこともできる。モータ周り流102は、取扱液吸引口12−ポンプ部40−補助ポンプ部60−昇圧吐出室64−モータ室向け流路92−モータ室28−回転子24及び固定子26の周り−軸受23−取扱液吐出口14の経路の流れである。このように、モータ室28には、ポンプ部40の2段インペラ42によって加圧された吐出取扱液が補助ポンプ部60のインペラ62によってさらに昇圧された昇圧取扱液が供給される。   FIG. 4 shows a motor peripheral flow 102 that is a flow of the handling liquid related to motor self-cooling in the motor pump 10. The motor peripheral flow 102 is a flow of the handling liquid that circulates in the motor chamber, and can be called a motor chamber circulation flow in that sense. The flow around the motor 102 includes the handling liquid suction port 12 -the pump unit 40 -the auxiliary pump unit 60 -the boost discharge chamber 64 -the flow path 92 for the motor chamber -the motor chamber 28 -around the rotor 24 and the stator 26 -bearing 23- This is a flow of the route of the handling liquid discharge port 14. As described above, the motor chamber 28 is supplied with the boosted handling liquid in which the discharge handling liquid pressurized by the two-stage impeller 42 of the pump unit 40 is further pressurized by the impeller 62 of the auxiliary pump unit 60.

モータ周り流102の一部は、絞り部32を経由するモータ周り流103となる。絞り部32は、上記のように、モータ室28内を流通する昇圧吐出液の割合を調整する機能を有する絞り装置である。なお、絞り部32は、吐出室44と主吐出流路30の間に設けられる絞り部46と区別するときは、モータ室絞り部と呼ぶことができる。   A part of the motor peripheral flow 102 becomes a motor peripheral flow 103 that passes through the throttle portion 32. As described above, the throttle unit 32 is a throttle device having a function of adjusting the ratio of the pressurized discharge liquid flowing through the motor chamber 28. The restricting portion 32 can be referred to as a motor chamber restricting portion when distinguished from the restricting portion 46 provided between the discharge chamber 44 and the main discharge flow path 30.

図5には、モータポンプ10におけるスラストバランス関する取扱液の流れである循環流104が示されている。循環流104は、取扱液吸引口12−ポンプ部40−補助ポンプ部60−昇圧吐出室64−バランスドラム82−軸受21−仕切り空間84−循環戻し流路90−取扱液吸引口12の経路の流れである。この流れは、仕切り部86によって仕切り空間84とモータ室28とが隔離されることで、モータ室28を経由せず、循環戻し流路90を経て取扱液吸引口12に戻される。   FIG. 5 shows a circulating flow 104 that is a flow of the handling liquid related to the thrust balance in the motor pump 10. The circulating flow 104 is a route of the handling liquid suction port 12 -pump unit 40 -auxiliary pump unit 60 -pressurizing discharge chamber 64 -balance drum 82 -bearing 21 -partition space 84 -circulation return channel 90 -handling liquid suction port 12. It is a flow. This flow is returned to the handling liquid suction port 12 via the circulation return flow path 90 without passing through the motor chamber 28 because the partition space 84 and the motor chamber 28 are separated by the partition portion 86.

上記構成の作用効果を、従来技術と比較して説明する。図6は、補助ポンプ部60、仕切り部86、絞り部32,46を備えない従来技術のモータポンプ110の構成の例を示す図である。このモータポンプ110においては、モータ部20とポンプ部40とが回転軸22に沿って同軸に配置され、ポンプ部40とモータ部20との側にバランスドラム部112が配置される。このモータポンプ110も、取扱液の移送機能と、モータ冷却機能と、スラストバランス機能を有している。   The operational effects of the above configuration will be described in comparison with the prior art. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional motor pump 110 that does not include the auxiliary pump unit 60, the partition unit 86, and the throttle units 32 and 46. In the motor pump 110, the motor unit 20 and the pump unit 40 are coaxially disposed along the rotation shaft 22, and the balance drum unit 112 is disposed on the pump unit 40 and the motor unit 20 side. The motor pump 110 also has a handling liquid transfer function, a motor cooling function, and a thrust balance function.

このモータポンプ110における取扱液の流れは2つである。すなわち、取扱液の移送機能に関する主吐出流100と、モータ冷却とスラストバランスを兼ねた機能に関する循環流114である。主吐出流100は、絞り部46を備えていないことを除けば、図3で説明した内容と同様である。すなわち、吐出室44から主吐出流路30に導かれる吐出取扱液の量を調整する機能を有していないことを除けば、図3で説明したのと同様の機能を有する流れである。   There are two flows of the handling liquid in the motor pump 110. That is, the main discharge flow 100 related to the handling liquid transfer function and the circulation flow 114 related to the function of both motor cooling and thrust balance. The main discharge flow 100 is the same as that described with reference to FIG. 3 except that the main discharge flow 100 is not provided with the throttle 46. That is, the flow has the same function as that described with reference to FIG. 3 except that it does not have the function of adjusting the amount of discharge handling liquid guided from the discharge chamber 44 to the main discharge flow path 30.

このモータポンプ110では、モータ室28内には、ポンプ部40で加圧された取扱液についてバランスドラム部112を介して低圧化された取扱液が供給され、一方で、主吐出流路30を通ってモータ部20の外側の取扱液吐出口14に到達する取扱液はポンプ部40で加圧された圧力に近い。その圧力差で、モータ室28を形成する密閉ケースの隙間からモータ室28に加圧取扱液が侵入する。絞り部114は、その侵入を適度に抑制するために設けられるオリフィス等の絞り装置である。図6では白抜矢印で、絞り部114と軸受23を介してモータ室28内に流れる取扱液の流れが示されている。   In the motor pump 110, the handling liquid pressurized by the pump unit 40 is supplied into the motor chamber 28 through the balance drum unit 112. The handling liquid that passes through and reaches the handling liquid discharge port 14 outside the motor unit 20 is close to the pressure pressurized by the pump unit 40. Due to the pressure difference, the pressurized handling liquid enters the motor chamber 28 through the gap between the sealed cases forming the motor chamber 28. The throttle unit 114 is a throttle device such as an orifice provided to moderately suppress the intrusion. In FIG. 6, the flow of the handling liquid flowing into the motor chamber 28 via the throttle portion 114 and the bearing 23 is indicated by a white arrow.

循環流114は、取扱液吸引口12−ポンプ部40−バランスドラム82−軸受21−モータ室28−回転子24及び固定子26の周り−循環戻し流路120−取扱液吐出口14の経路の流れである。ここでは、ポンプ部40のインペラ42によって加圧された取扱液がバランスドラム82の周りを流れて低圧化されることでスラストバランスが取られる。そして、バランスドラム82によって低圧化された取扱液が軸受21を介してモータ室28内に供給され、モータを冷却し、その後、循環戻し流路120を経て取扱液吐出口14に戻される。このようにして、循環流114によって、スラストバランスとともにモータ冷却が行われる。   The circulating flow 114 is a route of the handling liquid suction port 12 -pump unit 40 -balance drum 82 -bearing 21 -motor chamber 28 -rotor 24 and stator 26 -circulation return flow path 120 -handling liquid discharge port 14. It is a flow. Here, the handling liquid pressurized by the impeller 42 of the pump unit 40 flows around the balance drum 82 and is reduced in pressure to achieve a thrust balance. Then, the handling liquid reduced in pressure by the balance drum 82 is supplied into the motor chamber 28 via the bearing 21, cools the motor, and then returns to the handling liquid discharge port 14 through the circulation return channel 120. In this manner, the motor cooling is performed by the circulating flow 114 together with the thrust balance.

図6の従来技術を参考にして、図1の構成のモータポンプ10は以下の作用効果を有する。   With reference to the prior art of FIG. 6, the motor pump 10 having the configuration of FIG. 1 has the following operational effects.

モータ室28内に供給する取扱液の圧力を高くでき、これによりモータ室28内に供給する取扱液の流量を増加することができる。この作用は、補助ポンプ部60が設けられたことによるものである。   The pressure of the handling liquid supplied into the motor chamber 28 can be increased, whereby the flow rate of the handling liquid supplied into the motor chamber 28 can be increased. This effect is due to the provision of the auxiliary pump unit 60.

例えば、従来技術の図6においては、モータ室28内の取扱液の圧力は、最も高いところでバランスドラム部112によって低圧化された圧力であり、最も低いところで、取扱液吸引口12における圧力である。これに対し、図1の構成では、ポンプ部40の2段インペラ42によって加圧された上に、さらに補助ポンプ部60のインペラ62によって昇圧された圧力を有する取扱液がモータ室28に供給される。   For example, in FIG. 6 of the prior art, the pressure of the handling liquid in the motor chamber 28 is the pressure reduced by the balance drum portion 112 at the highest point and the pressure at the handling liquid suction port 12 at the lowest point. . On the other hand, in the configuration of FIG. 1, a handling liquid having a pressure increased by the impeller 62 of the auxiliary pump unit 60 after being pressurized by the two-stage impeller 42 of the pump unit 40 is supplied to the motor chamber 28. The

このように、モータ室28内の取扱液の圧力を高くすることができるので、モータ室28内における取扱液の気化を抑制できる。また、取扱液の気化による各部品の損傷を抑制でき、ポンプ性能の低下を抑制できる。また、モータ室28内への取扱液の量を大きくできるので、モータ冷却能力を向上させることができ、流量の増大とあいまって、取扱液の重合を抑制することができる。   Thus, since the pressure of the handling liquid in the motor chamber 28 can be increased, vaporization of the handling liquid in the motor chamber 28 can be suppressed. Moreover, the damage of each component by vaporization of a handling liquid can be suppressed, and the fall of pump performance can be suppressed. Further, since the amount of the handling liquid into the motor chamber 28 can be increased, the motor cooling capacity can be improved, and the polymerization of the handling liquid can be suppressed together with the increase in the flow rate.

図7は、モータ周り流の取扱液流量の増加の様子の一例を示す図である。図7の横軸はモータパワーの大きさ、縦軸はモータ周り流の流量である。実線は図1の構成の場合、破線が従来技術である図6の構成の場合である。図7に示されるように、図1の構成においては、モータ室28内に供給される取扱液の流量を、従来技術に比較して、数10%増加させることができる。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an increase in the handling liquid flow rate in the flow around the motor. The horizontal axis in FIG. 7 represents the magnitude of the motor power, and the vertical axis represents the flow rate around the motor. The solid line is the case of the configuration of FIG. 1, and the broken line is the case of the configuration of FIG. As shown in FIG. 7, in the configuration of FIG. 1, the flow rate of the handling liquid supplied into the motor chamber 28 can be increased by several tens of percent compared to the conventional technique.

次に、バランスドラム82の上流側圧力と下流側圧力の差である差圧を大きくできる。この作用は、補助ポンプ部60を設けたことと、仕切り部86によって仕切り空間84を設け、この仕切り空間84から循環戻し流路90を介して取扱液吸引口12に取扱液を戻すようにした構成による。   Next, the differential pressure that is the difference between the upstream pressure and the downstream pressure of the balance drum 82 can be increased. In this operation, a partition space 84 is provided by the provision of the auxiliary pump section 60 and the partition section 86, and the handling liquid is returned from the partition space 84 to the handling liquid suction port 12 through the circulation return channel 90. Depending on configuration.

例えば、従来技術の図6においては、バランスドラム82の上流側の取扱液の圧力は、ポンプ部40の2段インペラ42によって加圧された圧力であり、バランスドラム82の下流側の取扱液の圧力は、モータ室28内の取扱液の圧力である。モータ室28内の取扱液の圧力の最低値は、取扱液吸引口12における圧力である。これに対し、図1の構成では、バランスドラム82の上流側の取扱液の圧力は、ポンプ部40の2段インペラ42によって加圧された圧力についてさらに補助ポンプ部60によって昇圧された圧力であり、バランスドラム82の下流側の取扱液の圧力は、取扱液吸引口12における圧力である。   For example, in FIG. 6 of the prior art, the pressure of the handling liquid upstream of the balance drum 82 is a pressure pressurized by the two-stage impeller 42 of the pump unit 40, and the handling liquid downstream of the balance drum 82 The pressure is the pressure of the handling liquid in the motor chamber 28. The minimum value of the pressure of the handling liquid in the motor chamber 28 is the pressure at the handling liquid suction port 12. On the other hand, in the configuration of FIG. 1, the pressure of the handling liquid on the upstream side of the balance drum 82 is the pressure further increased by the auxiliary pump unit 60 with respect to the pressure pressurized by the two-stage impeller 42 of the pump unit 40. The pressure of the handling liquid on the downstream side of the balance drum 82 is the pressure at the handling liquid suction port 12.

このように、バランスドラム82の上流側圧力と下流側圧力との差である差圧を大きくできるので、バランスドラム82の性能が向上し、小型のバランスドラム82でも十分なスラストバランス能力を発揮できる。これにより、バランスドラム82のコスト低下、バランスドラム82に費やされる動力を低減できる。   Thus, since the differential pressure, which is the difference between the upstream pressure and the downstream pressure of the balance drum 82, can be increased, the performance of the balance drum 82 is improved, and even a small balance drum 82 can exhibit sufficient thrust balance capability. . Thereby, the cost reduction of the balance drum 82 and the power consumed by the balance drum 82 can be reduced.

さらに、軸受23のところにおける圧力を高くできる。これは、補助ポンプ部60を備え、モータ室28にはバランスドラム82を経由しないで取扱液が供給されることによってモータ室28内の圧力が高くできることに基くものである。例えば、従来技術の図6においては、軸受23における取扱液の圧力は、主吐出流路30側からモータ室28に侵入する取扱液によるものとなるので、ポンプ部40の2段インペラ42により加圧された圧力から絞り部114における圧力降下を差し引いた大きさとなる。これに対し、図1の構成では、モータ室28内の圧力の方が主吐出流路30における圧力より高いので、軸受23における取扱液の圧力は、ポンプ部40の2段インペラ42によって加圧された圧力についてさらに補助ポンプ部60によって昇圧された圧力となる。   Furthermore, the pressure at the bearing 23 can be increased. This is based on the fact that the auxiliary pump unit 60 is provided and the pressure in the motor chamber 28 can be increased by supplying the handling liquid to the motor chamber 28 without passing through the balance drum 82. For example, in FIG. 6 of the prior art, since the pressure of the handling liquid in the bearing 23 is due to the handling liquid entering the motor chamber 28 from the main discharge flow path 30 side, the pressure is applied by the two-stage impeller 42 of the pump unit 40. It becomes the magnitude | size which deducted the pressure drop in the throttle part 114 from the pressed pressure. On the other hand, in the configuration of FIG. 1, the pressure in the motor chamber 28 is higher than the pressure in the main discharge flow path 30, so the pressure of the liquid handled in the bearing 23 is increased by the two-stage impeller 42 of the pump unit 40. The increased pressure is further increased by the auxiliary pump unit 60.

このように、軸受23のところにおける取扱液の圧力を高くでき、また、上記のように、モータ周り流102の流量も大きくできるので、取扱液による軸受23の冷却効果を向上させることができ、軸受23を長寿命化できる。   Thus, since the pressure of the handling liquid at the bearing 23 can be increased, and the flow rate of the motor-circulating flow 102 can be increased as described above, the cooling effect of the bearing 23 by the handling liquid can be improved. The life of the bearing 23 can be extended.

本発明に係るモータポンプは、モータ室とポンプ室とを有し、ポンプ室から吐出される取扱液モータ室にも流通させるモータポンプに利用できる。例えば、クライオジェニックポンプ、サブマージドポンプ、キャンドポンプ等に利用できる。   The motor pump according to the present invention has a motor chamber and a pump chamber, and can be used for a motor pump that circulates also in a handling liquid motor chamber discharged from the pump chamber. For example, it can be used for cryogenic pumps, submerged pumps, canned pumps and the like.

10,110 モータポンプ、12 取扱液吸引口、14 取扱液吐出口、20 モータ部、21,23 軸受、22 回転軸、24 回転子、26 固定子、28 モータ室、30 主吐出流路、32,46,114 絞り部、40 ポンプ部、42,62 インペラ、44 吐出室、60 補助ポンプ部、64 昇圧吐出室、80,112 バランスドラム部、82 バランスドラム、84 仕切り空間、86 仕切り部、90,120 循環戻し流路、92 モータ室向け流路、100 主吐出流、102,103 モータ周り流、104,114 循環流。   10, 110 Motor pump, 12 Handling liquid suction port, 14 Handling liquid discharge port, 20 Motor part, 21, 23 Bearing, 22 Rotating shaft, 24 Rotor, 26 Stator, 28 Motor chamber, 30 Main discharge flow path, 32 , 46, 114 Restriction section, 40 Pump section, 42, 62 Impeller, 44 Discharge chamber, 60 Auxiliary pump section, 64 Boost discharge chamber, 80, 112 Balance drum section, 82 Balance drum, 84 Partition space, 86 Partition section, 90 , 120 Circulation return flow path, 92 Motor chamber flow path, 100 Main discharge flow, 102, 103 Motor rotation flow, 104, 114 Circulation flow.

Claims (5)

回転軸を有する回転子と回転子の周囲に配置される固定子とを含むモータ室と、
回転軸に固定されたインペラを有し、インペラを回転させることによって取扱液の吸引と吐出とを行うポンプ室と、
ポンプ室から吐出された取扱液である吐出取扱液の大部分を吐出口に導く主吐出流路と、
ポンプ室から吐出された取扱液である吐出取扱液の少なくとも一部を昇圧して昇圧吐出液として吐出する補助ポンプ室と、
補助ポンプ室から吐出された昇圧吐出液の少なくとも一部を、回転軸のスラストバランスをとるためのバランスドラム室を介してポンプ室の吸引口に戻す循環流通手段と、
補助ポンプ室から吐出された昇圧吐出液の少なくとも一部を、バランスドラム室を介さずにモータ室内に流通させ、その後に主流通流路の吐出取扱液と合流させるモータ室流通手段と、
を備え、
循環流通手段は、
バランスドラム室の下流側低圧部からポンプ室の吸入口に至る循環路と、昇圧吐出液が流通するモータ室内とを隔離する仕切り手段を有することを特徴とするモータポンプ。
A motor chamber including a rotor having a rotating shaft and a stator disposed around the rotor;
A pump chamber having an impeller fixed to a rotating shaft and performing suction and discharge of a handling liquid by rotating the impeller;
A main discharge flow path that guides most of the discharge handling liquid, which is the handling liquid discharged from the pump chamber, to the discharge port;
An auxiliary pump chamber for boosting at least a part of the discharge handling liquid, which is the handling liquid discharged from the pump chamber, and discharging it as a boosted discharge liquid;
Circulating circulation means for returning at least a part of the pressurized discharge liquid discharged from the auxiliary pump chamber to the suction port of the pump chamber via a balance drum chamber for thrust balance of the rotating shaft;
Motor chamber circulation means for circulating at least a part of the boosted discharge liquid discharged from the auxiliary pump chamber into the motor chamber without going through the balance drum chamber, and then merging with the discharge handling liquid in the main flow path;
With
Circulation and distribution means
A motor pump comprising partition means for isolating a circulation path from a low pressure portion on the downstream side of the balance drum chamber to a suction port of the pump chamber and a motor chamber through which the pressurized discharge liquid flows.
請求項1に記載のモータポンプにおいて、
ポンプ室の吐出部と主吐出流路との間に設けられ、主吐出流路に導かれる吐出取扱液の割合を調整する主吐出絞り部を備えることを特徴とするモータポンプ。
The motor pump according to claim 1,
A motor pump comprising a main discharge throttle portion that is provided between a discharge portion of a pump chamber and a main discharge flow path and adjusts a ratio of discharge handling liquid guided to the main discharge flow path.
請求項1に記載のモータポンプにおいて、
モータ室と主流通流路との間に設けられ、モータ室内を流通する昇圧吐出液の割合を調整するモータ室絞り部を備えることを特徴とするモータポンプ。
The motor pump according to claim 1,
A motor pump, comprising: a motor chamber restricting portion that is provided between the motor chamber and the main flow passage and adjusts a ratio of the pressurized discharge liquid flowing through the motor chamber.
請求項1に記載のモータポンプにおいて、
ポンプ室は、重合性液体を取扱液として吸引と吐出とを行うことを特徴とするモータポンプ。
The motor pump according to claim 1,
The pump chamber is a motor pump that performs suction and discharge using a polymerizable liquid as a handling liquid.
請求項4に記載のモータポンプにおいて、
取扱液は、液化ブタンであることを特徴とするモータポンプ。
The motor pump according to claim 4, wherein
A motor pump characterized in that the liquid handled is liquefied butane.
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