JPH0743221U - グランドレスポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気圧の高い液や沸点に近い温度の液等の取
扱いに適している。 【構成】 ポンプとモ―タとは液密に一体に構成する。
ポンプケーシングの後壁体とポンプ羽根車とにより外径
部固定オリフィスと内径部固定オリフィスとを形成す
る。ポンプ羽根車の両固定オリフィス間に裏羽根を設け
る。一端がポンプ吐出側に連通して他端が内径部固定オ
リフィスと裏羽根との間に連通する通路と、一端が外径
部固定オリフィスと裏羽根との間に連通して他端が内径
部固定オリフィスよりも前記モ―タ側に連通する通路と
をポンプケーシングの後壁体にそれぞれ設ける。モ―タ
のポンプ側とは反対側の端部とポンプ吐出側とを循環パ
イプで連通する。 【効果】 標準構造のグランドレスポンプの一部部品を
交換するのみで容易に得られる。従来機種との部品共通
化を図る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 〔考案の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】

本考案は、グランドレスポンプに係り、液化ガス等蒸気圧の高い液や沸点に近 い温度で運転される液を取扱うグランドレスポンプの循環系統の改良に関する。

【０００３】

【従来の技術】

ポンプとモ―タとを液密に一体に構成して軸封部のない完全無漏洩構造とした グランドレスポンプには、モ―タの冷却を兼ねた軸受潤滑液に対して非磁性薄肉 金属からなる固定子キャンにてモ―タの固定子を隔離した構造のキャンドモ―タ ポンプと、前記軸受潤滑液にモ―タの固定子をも浸した構造のウエット式モ―タ ポンプとがあるが、いずれも一般にはポンプ取扱液の一部を循環させて軸受の潤 滑とモ―タの冷却とを行なうようになっている。

【０００４】 例えば、標準構造のキャンドモ―タポンプにおいては、図３に示すように、ポ ンプ吐出側１とキャンドモ―タ２のポンプ３側とは反対側の端部である後端部と を循環パイプ４にて連通し、ポンプ吐出圧Ｐ₁ とポンプ吸込圧Ｐ₀ との圧力差に よって、ポンプ吐出側１のポンプ取扱液５の一部を循環パイプ４を経てキャンド モ―タ２の後端部へ導入し、後部軸受６を潤滑し、固定子キャン７と回転子キャ ン８との間隙９を通って固定子10と回転子11とを冷却し、前部軸受12を潤滑して ポンプ羽根車13のバランス穴14からポンプ吸込側15へ戻して循環させる構造が採 られている。

【０００５】 このような構造では、前記循環されるポンプ取扱液５はキャンドモ―タ２の後 端部からポンプ３側に近づくにつれてその圧力がポンプ吸込圧Ｐ₀ に近づき、お よびその温度がキャンドモ―タ２の熱を奪って上昇し、即ち、高温低圧力となる ので、液化ガス等蒸気圧の高い液や沸点に近い温度で運転される液を取扱う場合 にはキャビテーションが生じ易く、前部軸受12が潤滑不良となって異常摩耗や焼 付きを起こしたり、ポンプが騒音、振動を発生して性能低下をきたし、遂には揚 液不能となるおそれがある。

【０００６】 一方、ポンプ吐出側のポンプ取扱液の一部をキャンドモ―タの前部軸受側に導 入し、前部軸受から固定子キャンと回転子キャンとの間隙を通り後部軸受へとキ ャンドモ―タ内を通過させ、リバース配管により吸込タンクのベーパーゾーンへ 戻して循環させる謂ゆるリバースサーキュレーション方式によれば、前記図３に 示す標準構造のキャンドモ―タポンプのように、キャンドモ―タ内を通過するポ ンプ取扱液の高温低圧力化によってポンプ吸込側にキャビテーションが生じるお それはない。

【０００７】 しかしながら、このような構造でも、キャンドモ―タ内にキャビテーションが 生じ易いことには変わりなく、後部軸受が潤滑不良となるおそれがあり、また、 前記リバース配管系の流路抵抗が装置ごとに異なるためキャンドモ―タポンプ単 体で予め循環流量を調整しておくことが困難で、装置に取付けてから前記リバー ス配管の途中に設けた弁等により循環流量を調整する必要があるなど配管設備が 複雑なうえ操作が面倒である。

【０００８】 また、キャンドモ―タ内に補助ポンプを設け、この補助ポンプの作用によりポ ンプ取扱液とは独立した液を後部軸受から固定子キャンと回転子キャンとの間隙 を通り前部軸受へとキャンドモ―タ内を通過させ、前部軸受から熱交換器を介し て再び後部軸受へと循環させる謂ゆる独立循環方式によれば、前記循環液は補助 ポンプにて昇圧されるとともに熱交換器にて冷却されて高温低圧力化が阻止され るのでキャビテーションを生じるおそれはないが、前記補助ポンプや熱交換器お よびこの熱交換器の冷却水用設備等が必要で高価につき、さらに、前記循環液は 基本的にはポンプ取扱液と同一の液が使用されるため、これら液が化学的に不安 定な性質である場合には長時間の間に変質することがあり、保守管理が極めて面 倒である。

【０００９】 また、蒸気圧の高い液や沸点に近い温度で運転される液の取扱いに適したグラ ンドレスポンプとして、例えば多段キャンドモータポンプにおいては、ポンプ取 扱液によってキャンドモータの冷却と軸受の潤滑を行なわせる手段として、図４ に示すように、ポンプ吐出側１のポンプ取扱液５の一部を循環パイプ４を経てキ ャンドモータ２内に導入してキャンドモータ２内を通過させた後、最終段ポンプ の吸込側15a へと戻して循環させる手段、特開昭５５ー８７８８８号公報の第１ 図乃至第３図に記載のように、ポンプ吐出口のポンプ取扱液の一部を循環パイプ を経てキャンドモータ内に導入してキャンドモータ内を通過させた後、中間段ポ ンプの吸込側へと戻して循環させる手段、および米国特許第３０３１９７３号明 細書の第１図に記載のように、最終段ポンプの吐出側のポンプ取扱液の一部をキ ャンドモータ内に導入してキャンドモータ内を通過させた後、回転軸に穿設した 軸内通路を経てポンプ吸込口側へと戻して循環させる手段などが知られている。

【００１０】 そこで、前記図４に示す手段および特開昭５５ー８７８８８号公報に記載の手 段によれば、キャンドモータ内を通過したポンプ取扱液が初段ポンプの吐出側よ り下流の高圧力側へと戻されるので、前記循環流の圧力も高くキャビテーション を起こすおそれが極めて少ないことが知られている。

【００１１】 すなわち、キャンドモータ内を通過させるポンプ取扱液を、初段ポンプの吐出 側圧力よりも高圧力に加圧してからキャンドモータ内に導入し、このキャンドモ ータ内を通過させた後、初段ポンプの吐出側よりも高圧側へと戻して循環させる ことにより、この循環流に起因するキャビテーション発生を抑制する技術的思想 は従来から知られている。

【００１２】 そして、この技術的思想を単段のキャンドモータポンプなどに適用したキャン ドモータポンプとして、例えば、特開昭５４ー１５８７０３号公報に記載の構造 が知られている。このキャンドモータポンプは、ポンプ部とモ―タ部とをアダプ タを介して接続したキャンドモータポンプにおいて、モ―タ部の前部ロータ室と アダプタとの接合部に補助ポンプ室を設け、アダプタに通液路を設けてポンプ部 よりポンプ取扱液の一部を補助ポンプ室へ案内するよう構成し、さらに、モ―タ 部の後部ロータ部とポンプ部の吐出管とを循環管により連通してポンプ取扱液の 一部をポンプ部の吐出管に還流させるようにしている。

【００１３】

【考案が解決しようとする問題点】

上記特開昭５４ー１５８７０３号公報に記載の構造のキャンドモータポンプ では、モ―タ部の前部ロータ室とアダプタとの接合部に補助ポンプ室を設けて補 助インペラを配設する構成であるため、ポンプとキャンドモータをアダプタを用 いずに直接に結合して一体に構成した従来構造のキャンドモータポンプなどには そのまま適用することができず、ポンプとキャンドモータとをアダプタを介して 一体に結合した構成に改造しなければならず、従来必要のないアダプタが必要と なり、回転子に回転軸を挿入固着するとともに回転子キャンを被装してなる製作 工数の多い回転子組立も従来寸法のものが利用できず、回転軸の長い新たなもの が必要となって、割高につくと共に回転子組立の従来機種との部品共通化が図れ ない問題を有している。

【００１４】 本考案は、上記問題点を解決するために種々検討の結果、図４に示すように、 ポンプ吐出側１のポンプ取扱液５の一部を循環パイプ４を経てキャンドモ―タ２ 内に導入し、後部軸受６から固定子キャン７と回転子キャン８との間隙９を通り 前部軸受12へとキャンドモ―タ２内を通過させて最終段のポンプ羽根車13a のバ ランス穴14a から最終段のポンプ吸込側15a へ戻して循環させる方式の多段キャ ンドモ―タポンプによれば、キャンドモ―タ２内を通過したポンプ取扱液５はポ ンプ吸込圧Ｐ₀ よりはポンプ吐出圧Ｐ₁ に近い比較的高圧力側に戻されるので、 前記循環流の圧力も高くキャビテーションを起こすおそれが極めて少ないことに 着目し、単段のグランドレスポンプにおいて、ポンプ羽根車に前記多段キャンド モ―タポンプにおける最終段のポンプ羽根車に相当する裏羽根を設け、前記ポン プ羽根車で昇圧されたポンプ取扱液の一部を前記裏羽根に導いてさらに昇圧した 後、前部軸受を潤滑し、モ―タの固定子と回転子とを冷却し、後部軸受を潤滑し てモ―タ内を通過させ、循環パイプを経て前記多段キャンドモ―タポンプにおけ る最終段のポンプ吸込側に相当するポンプ吐出側へ戻して循環させて、ポンプ本 流に対しては単段ポンプを構成し、循環流に対しては２段ポンプを構成すること により、循環流をポンプ本流のポンプ吐出圧力より高圧力に保って液化ガス等蒸 気圧の高い液や沸点に近い温度で運転される液等のポンプ取扱液にキャビテーシ ョンが生じないようにするものである。

【００１５】 そして、本考案は、液化ガス等蒸気圧の高い液や沸点に近い温度で運転される 液等の取扱いに適しており、前記図３に示すような標準構造のキャンドモ―タポ ンプやウエット式モ―タポンプの一部部品を変換するのみで、前記リバースサー ーキュレーション方式におけるリバース配管や弁等、または前記独立循環方式に おける補助ポンプ、熱交換器および冷却水設備が不要ある。さらに、ポンプとキ ャンドモータとをアダプタを介して結合した構造、またポンプとキャンドモータ とをアダプタを介さないで一体結合した構造の単段グランドレスポンプに追加工 を施することにより簡単に適用でき、アダプタのない従来構造のキャンドモータ ポンプに適用する場合に、従来必要がなかったアダプタを必要としたり、回転軸 の長い回転子組立を新たに用意する必要がなく、従来機種との部品共通化が図れ 、価格低減および納期短縮を図ることができるグランドレスポンプを提供するも のである。

【００１６】 〔考案の構成〕

【００１７】

【問題点を解決するための手段】

本考案のグランドレスポンプは、ポンプとモ―タとを液密に一体に構成したグ ランドレスポンプにおいて、ポンプケーシングの後壁体とポンプ羽根車とにより 外径部固定オリフィスと内径部固定オリフィスとをそれぞれ形成し、前記ポンプ 羽根車の前記両固定オリフィス間に裏羽根を設け、一端がポンプ吐出側に連通し て他端が前記内径部固定オリフィスと前記裏羽根との間に連通する通路と、一端 が前記外径部固定オリフィスと前記裏羽根との間に連通して他端が前記内径部固 定オリフィスよりも前記モ―タ側に連通する通路とを前記ポンプケーシングの後 壁体にそれぞれ設け、前記モ―タのポンプ側とは反対側の端部と前記ポンプ吐出 側とを循環パイプにて連通してなるものである。

【００１８】

【作用】

本考案のグランドレスポンプは、運転により、ポンプ吸込側のポンプ取扱液が ポンプ裏羽根により付勢されてその圧力がポンプ吸込側でのポンプ吸込圧Ｐ₀ か らポンプ吐出側でのポンプ吐出圧Ｐ₁ に昇圧され、このポンプ吐出側のポンプ取 扱液の一部がポンプケーシング後壁体に設けた一方の通路を経て裏羽根と内径部 固定オリフィスとの間に導入され、この裏羽根により付勢されてさらに裏羽根吐 出圧Ｐ₂ に昇圧され、ポンプケーシング後壁体に設けた他方の通路を経てモ―タ 内に導入され、軸受を潤滑するとともにモ―タの固定子と回転子を冷却して循環 パイプに流入され、このモ―タ内を通過する間にモ―タの熱を奪って昇温され、 およびモ―タ内の圧力損失によって裏羽根吐出圧Ｐ₂ とポンプ吐出圧Ｐ₁ との中 間の圧力に降圧され、前記循環パイプを通過してその圧力損失によってさらに降 圧され、ポンプ吐出側へと戻される。

【００１９】

【実施例】

次に、本考案をキャンドモ―タポンプに採用した実施例を図１に基づき説明す る。

【００２０】 20はキャンドモ―タ21と遠心ポンプ22とを液密に一体に構成したキャンドモ― タポンプで、前記キャンドモ―タ21の固定子枠23には固定子24が挿入固定されて おり、この固定子24の内周には固定子キャン25が密着挿入され、この固定子キャ ン25の両端縁が前記固定子枠23の両端に形成された前部フランジ23a および後部 フランジ23b の内周に液密に溶着されて前記固定子24が密閉されている。

【００２１】 また、前記固定子キャン25の内側には回転軸26に固着され回転子キャン27に密 閉された回転子28が前記固定子キャン25と前記回転子キャン27との間に間隙29を 介して前記固定子24に対向して配設されている。

【００２２】 また、前記固定子枠23の後部フランジ23b には軸受箱を兼ねた端蓋30が液密に 取着され、前記固定子枠23の前部フランジ23a には軸受箱を兼ねたポンプケーシ ング後壁体31が取着されており、このポンプケーシング後壁体31に前部軸受32が 、前記端蓋30に後部軸受33がそれぞれ装着され、前記両軸受32，33に前記回転軸 26が回転自在に支架されている。

【００２３】 また、前記ポンプケーシング後壁体31の外周にはポンプケーシング34が嵌合さ れてこのポンプケーシング34は前記固定子枠23の前部フランジ23a に液密に取着 されており、前記ポンプケーシング34内に配設されたポンプ羽根車35が前記ポン プケーシング34内に突出された前記回転軸26に固定されている。

【００２４】 そして、前記ポンプ羽根車35の後側板36の外径部に設けられた環状の突縁36a と前記ポンプケーシング後壁体31の外径部に設けられた環状の突縁31a とにより 半径方向の狭い間隙37を介して外径部固定オリフィス38が形成され、前記ポンプ 羽根車35のボス39の外周と前記ポンプケーシング後壁体31の内周との間に半径方 向の狭い間隙40を介して内径部固定オリフィス41が形成されており、前記ポンプ 羽根車35の後側板36の前記両固定オリフィス38，41間に裏羽根42が設けられてい る。

【００２５】 また、一端がポンプ吐出側43であるポンプ渦室43a に連通して他端が前記内径 部固定オリフィス41と前記裏羽根42との間に連通する通路44と、一端が前記外径 部固定オリフィス38と前記裏羽根42との間に連通して他端が前記内径部固定オリ フィス41と前記前部軸受32との間、即ち、前記内径部固定オリフィス41より前記 キャンドモ―タ21側に連通する通路45とが前記ポンプケーシング後壁体31に設け られており、循環パイプ46の一端がポンプ吐出口43b に他端が前記端蓋30に接続 されて前記キャンドモ―タ21の後端部と前記ポンプ吐出側43とが液密に連通され ている。

【００２６】 47はポンプ22のポンプ吸込側である。

【００２７】 このように構成された実施例によると、ポンプ吸込側47のポンプ取扱液48はポ ンプ羽根車35により付勢されてその圧力がポンプ吸込側47でのポンプ吸込圧Ｐ₀ からポンプ吐出側43でのポンプ吐出圧Ｐ₁ に昇圧され、このポンプ吐出側43のポ ンプ取扱液48の一部が矢印にて示すようにポンプ渦室43a から通路44を経て裏羽 根42と内径部固定オリフィス41との間に導入され、前記裏羽根42に付勢されてさ らに裏羽根吐出圧Ｐ₂ に昇圧され、通路45を経てキャンドモ―タ21内に導入され る。

【００２８】 そして、キャンドモ―タ21内に導入されたポンプ取扱液48は、前部軸受32を潤 滑し、固定子キャン25と回転子キャン27との間隙29を通って固定子24と回転子28 とを冷却し、後部軸受33を潤滑して循環パイプ46に流入されて、このキャンドモ ―タ21内を通過する間にキャンドモ―タ21の熱を奪って昇温され、およびキャン ドモ―タ21内の圧力損失によって裏羽根吐出圧Ｐ₂ とポンプ吐出圧Ｐ₁ との中間 の圧力に降圧され、前記循環パイプ46を通過してその圧力損失によってさらに降 圧されてポンプ吐出口43b へと戻されて循環される。

【００２９】 このように、キャンドモ―タ21内のポンプ取扱液48は昇温されるもののその圧 力は裏羽根吐出圧Ｐ₂ とポンプ吐出圧Ｐ₁ との間にあり、即ち、ポンプ吐出圧 Ｐ₁ よりは高い圧力となり、従って前記図３に示す標準構造のキャンドモ―タポ ンプや前記リバースサーキュレーション方式または前記独立循環方式のキャンド モ―タポンプのように、キャンドモ―タ21内においてポンプ取扱液48にキャビテ ーションが生じるおそれはなく、軸受32，33の潤滑とキャンドモ―タ21の冷却と が確実に行なわれる。

【００３０】 また、キャンドモ―タ21内を通ったポンプ取扱液48は十分高圧であることに加 えてポンプ吐出側43へ戻されるので、前記図３に示す標準構造のキャンドモ―タ ポンプのように、ポンプ吸込側47においてキャビテーションを生じるおそれもな く、ポンプ22が性能低下、揚液不能に至ることはない。

【００３１】 そして、この実施例によれば、前記図３に示すような標準構造のキャンドモ― タポンプのポンプケーシング後壁体およびポンプ羽根車を交換するだけの簡単な 改良により、液化ガス等蒸気圧の高い液や沸点に近い温度で運転される液等の取 扱いに適したキャンドモ―タポンプを得ることができる。

【００３２】 なお、前記内径部固定オリフィス41は、図２に示すように、ポンプ羽根車35の 後側板36の内径部に設けられた環状の突縁36b とポンプケーシング後壁体31の内 径部に設けられた環状の突縁31b により半径方向の狭い間隙49を介して形成して もよく、また前記ポンプケーシング後壁体31を、図２に示すように、ポンプケー シング34と固定子枠23の前部フランジ23a との間に液密に接続されたアダプタ50 にて構成する場合は、一端が内径部固定オリフィス41と裏羽根42との間に連通さ れた通路44の他端を循環パイプ51を介してポンプ吐出側口43b に液密に連通して もよい。

【００３３】 また、本考案は、前記キャンドモ―タポンプ20に限らず、キャンドモ―タポン プ20の固定子キャン25を取除いて固定子24をもポンプ取扱液48に浸した構造のウ エット式モ―タポンプにも採用でき、同様の効果を呈することができる。

【００３４】

【考案の効果】

本考案のグランドレスポンプによれば、グランドレスポンプのポンプケーシ ングの後壁体とポンプ羽根車とにより外径部固定オリフィスと内径部固定オリフ ィスとをそれぞれ形成し、前記ポンプ羽根車の前記両固定オリフィス間に裏羽根 を設け、一端がポンプ吐出側に連通して他端が前記内径部固定オリフィスと前記 裏羽根との間に連通する通路と、一端が前記外径部固定オリフィスと前記裏羽根 との間に連通して他端が前記内径部固定オリフィスよりモ―タ側に連通する通路 とを前記ポンプケーシングの後壁体にそれぞれ設け、前記モ―タのポンプ側とは 反対側の端部と前記ポンプ吐出側とを循環パイプにて連通したことにより、液化 ガス等蒸気圧の高い液や沸点に近い温度で運転される液等の取扱いに適したグラ ンドレスポンプが標準構造のグランドレスポンプの一部部品を交換するのみで容 易に得られ、前記リバースサーキュレーション方式におけるリバース配管や弁等 、または前記独立循環方式における補助ポンプ、熱交換器および冷却水用設備等 が不要となる。さらに、ポンプとキャンドモータとをアダプタを介して結合した 構造、またポンプとキャンドモータとをアダプタを介さないで一体結合した構造 の単段グランドレスポンプに追加工を施することにより簡単に適用でき、アダプ タのない従来構造のキャンドモータポンプに適用する場合に、従来必要がなかっ たアダプタを必要としたり、回転軸の長い回転子組立を新たに用意する必要がな く、従来機種との部品共通化が図れ、価格低減および納期短縮を図ることができ 極めて廉価につき、操作および保守管理も簡単であり、実用価値の極めて高いも のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すグランドレスポンプの
断面図である。

【図２】本考案の他の実施例を示すグランドレスポンプ
の一部の断面図である。

【図３】従来のグランドレスポンプの断面図である。

【図４】本考案の前提となるグランドレスポンプの断面
図である。

【符号の説明】

20 グランドレスポンプとしてのキャンドモ―タポン
プ 21 キャンドモ―タ 31 ポンプケーシング後壁体 34 ポンプケーシング 35 ポンプ羽根車 38 外径部固定オリフィス 41 内径部固定オリフィス 42 裏羽根 43 ポンプ吐出側 44，45 通路 46 循環パイプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプとモ―タとを液密に一体に構成し
   たグランドレスポンプにおいて、 ポンプケーシングの後壁体とポンプ羽根車とにより外径
   部固定オリフィスと内径部固定オリフィスとをそれぞれ
   形成し、 前記ポンプ羽根車の前記両固定オリフィス間に裏羽根を
   設け、 一端がポンプ吐出側に連通して他端が前記内径部固定オ
   リフィスと前記裏羽根との間に連通する通路と、一端が
   前記外径部固定オリフィスと前記裏羽根との間に連通し
   て他端が前記内径部固定オリフィスよりも前記モ―タ側
   に連通する通路とを前記ポンプケーシングの後壁体にそ
   れぞれ設け、 前記モ―タのポンプ側とは反対側の端部と前記ポンプ吐
   出側とを循環パイプにて連通したことを特徴とするグラ
   ンドレスポンプ。