JPH08159080A - キャンドモータポンプ - Google Patents

キャンドモータポンプ

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JPH08159080A
JPH08159080A JP6330733A JP33073394A JPH08159080A JP H08159080 A JPH08159080 A JP H08159080A JP 6330733 A JP6330733 A JP 6330733A JP 33073394 A JP33073394 A JP 33073394A JP H08159080 A JPH08159080 A JP H08159080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
motor
chamber
main shaft
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP6330733A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Arakawa
愼一郎 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高負荷型の軸受を使う必要がなく、コストを
低減しかつ小型化されたポンプを提供する。 【構成】 主軸の一端側に羽根車を有するポンプ部を、
主軸の他端側にモータ部を設け、上記モータ部の周囲に
ポンプ部から吐出される流体を流通させるようにした全
周流型のキャンドモータポンプにおいて、上記主軸のモ
ータ部側の所定箇所に受圧部材を軸方向に相対移動を規
制した状態で取り付け、この受圧部材の一方の側をポン
プ部の吐出側に連通する高圧室に、他方の側をポンプ部
の吸込側に連通するバランス室とし、この差圧により上
記受圧部材に作用する力によって主軸に負荷される軸推
力を緩和するようにしたものである。

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ポンプに
関し、特に、軸推力を低減させる構造を有するモータポ
ンプに関する。
【0002】
【従来の技術】この種のモータポンプにおいては、移送
流体からの反力によって羽根車が軸推力を受けるので、
これを負荷するためにモータ内部に軸推力軸受を設けて
いた。特に、立型の多段ポンプのようにポンプが発生す
る軸推力が大きな製品の場合には、これに見合うような
高負荷型の軸推力軸受(例えばキングスベリー型軸受)
を設けていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高負荷型の軸受は、高価であるばかりでなく形状が
大きいのでポンプが大型になるという欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決すべくなされたもので、請求項1の発明は、主軸
の一端側に設けられ羽根車を有するポンプ部と、該主軸
を回転駆動するモータ部と、該主軸の軸推力を支持する
軸推力軸受とを備え、上記モータ部の周囲のジャケット
にポンプ部から吐出される流体を流通させるようにした
全周流型キャンドモータポンプにおいて、上記主軸のモ
ータ部側の所定箇所に受圧部材を軸方向に相対移動を規
制した状態で取り付け、この受圧部材の一方の側をポン
プ部の吐出側に連通する高圧室に、他方の側をポンプ部
の吸込側に連通するバランス室とし、この差圧により上
記受圧部材に作用する力によって上記軸推力軸受に負荷
される軸推力を緩和するようにしたものである。
【0005】請求項2の発明は、上記バランス室を上記
主軸のモータ部側端部に設け、このバランス室を主軸を
貫通するバランス孔を介してポンプ部の吸込側に連通さ
せたものである。請求項3の発明は、上記高圧室を、上
記モータ部の回転子を取り囲むロータ室の一部として形
成したものである。請求項4の発明は、上記キャンドモ
ータポンプを立型ポンプとし、上記ジャケットに、その
上部とポンプの低圧部を連通する抽気用パイプを設けた
ものである。
【0006】
【作用】請求項1の発明においては、ポンプ部の吐出側
に連通する高圧室と、ポンプ部の吸込側に連通するバラ
ンス室の差圧により、受圧部材にポンプ部によって生ず
るポンプ軸推力とは反対側の方向に力が作用し、これに
より、軸推力軸受に負荷される軸推力が緩和される。請
求項2の発明においては、主軸のモータ部側端部に設け
られたバランス室が主軸に形成されたバランス孔を介し
てポンプ部の吸込側に連通するので低圧になる。
【0007】請求項3の発明においては、上記高圧室は
ロータ室の一部として形成され、これにポンプ部の吐出
側から流体が流されることにより、モータ部の冷却と受
圧部材への受圧が行われる。請求項4の発明において
は、抽気用パイプによってジャケットの上部とポンプの
低圧部が連通しており、始動時にはポンプ上部に溜まる
空気をその圧力差で抽気し、運転時にはモータで加温さ
れて上部に溜まる流体を低圧部に導いて循環流路を形成
する。
【0008】
【実施例】以下に、図1を参照してこの発明の一実施例
を説明する。この実施例は、本発明を立形の多段のキャ
ンドモータポンプに適用したものである。このポンプ
は、ケーシング1の上側部分にモータ部2が、下側部分
に主軸3に多段の羽根車4a,4bが取り付けられたポ
ンプ部5が設けられて構成されている。
【0009】モータ部2は、主軸3の外周面に回転子6
が取り付けられ、その周囲をコイル7を有する固定子8
が取り囲む構造となっている。固定子8は、外側の固定
子外被9と内側の薄いライナ10からなる断面ドーナッ
ツ状の空間に密封収納されており、コイル7への流体の
浸入を防止するようになっている。固定子8と回転子6
の間には(第1の)隙間11が形成され、これによっ
て、回転子6は、固定子8の内側ライナ10により形成
される空間に収容され、回転子6の上側の上ロータ室1
2と下側の下ロータ室13はこの第1の隙間11により
連通されている。
【0010】主軸3は、固定子8の上下に設けた天板1
4と底板15にそれぞれ取り付けられた軸受部によって
回転自在に支持されている。すなわち、天板14の中央
に取り付けた支持ブラケット16にはスリーブ軸受17
と軸推力(スラスト)軸受18が設けられ、一方、底板
15に装着された支持ブラケット19にはスリーブ軸受
20が設けられている。
【0011】ポンプ部5は、ケーシング1内部の吸込ケ
ーシング21にケーシング1を挿通して吸込管22が接
続され、吸込ケーシング21の上側に第1段羽根車4a
を収容する中間ケーシング23が設けられ、さらにその
上側に第2段羽根車4bが設けられて構成されている。
この第2段羽根車4bの吐出部24は、ケーシング1と
中間ケーシング23の間の吐出室25を介してケーシン
グ下部の吐出口26に通じている。
【0012】固定子外被9とケーシング1の間には、固
定子8を外側から冷却するジャケット27が形成され、
ジャケット27と吐出室25の間の仕切板28とケーシ
ング1の間に形成された(第2の)隙間29から、吐出
流体の一部がジャケット27に流れるようになってい
る。このジャケット27には、吐出部24の反対側に、
モータ上部30から中間ケーシング23の内部に連通す
る循環パイプ31が設けられており、これによって、吐
出部24、第2の隙間29、ジャケット27、循環パイ
プ31からポンプ低圧部に戻る第1の冷却流路が形成さ
れている。
【0013】主軸3の上端を覆うように、バランスカバ
ー32が天板14に取り付けられ、これによって固定子
8の内側の空間とジャケット27が区画されている。主
軸3の上端近傍には、円形の受圧板33とその縁から上
方に延びる筒状部34とからなるバランスピストン35
が主軸3と一体に回転するように取り付けられている。
【0014】バランスピストン35とバランスカバー3
2の間にはバランス室36が形成され、これは筒状部3
4とバランスカバー32の間の微小な(第3の)隙間3
7を介して上ロータ室12に通じている。受圧板33の
下面とこれを受けるスラスト軸受18の金具の間には外
縁部に(第4の)隙間38が形成され、これによって、
この受圧板33の下面に上ロータ室12の圧力が及ぶよ
うになっている。
【0015】最終段ポンプの吐出口24は、固定子外被
9の底板15に取り付けた支持ブラケット19の間から
下ロータ室13に通じている。また、主軸3にはこれを
軸方向に貫通するバランス孔39が形成されており、こ
れによって、バランス室36はポンプの吸込ケーシング
21に連通している。従って、ポンプが作動すると、吐
出部24から下ロータ室13に入り、さらに、第1の隙
間11、上ロータ室12、第3の隙間37、バランス室
36、バランス孔39を通り、吸込ケーシング21に戻
る第2の冷却流路が形成される。
【0016】以下に、上記のように構成されたキャンド
モータポンプの作用について述べる。モータ部2の作動
により、吸込管22より吸込まれた揚液は、一段目の羽
根車4a及び二段目(最終段)の羽根車4bを通って順
次昇圧され、二段目の羽根車の吐出部24から吐出され
る。吐出された揚液の大部分は吐出室25を通って吐出
口26より吐出される。
【0017】ここにおいて、羽根車4a,4bは流体か
らその反力を受け、これが主軸3に軸推力(スラスト
力)として作用する。ポンプによって発生するスラスト
力は羽根車4a,4bの口径D1 と吐出圧力の積であ
り、本図では、下側に働く。
【0018】二段目の羽根車4bも吐出部24より吐出
された圧力水の一部は、第2の隙間29からジャケット
27に流入し、キャンドモータの固定子外被9を冷却す
る。モータ熱で加温された圧力水は比重が小さくなって
ジャケット27の上部付近に到達し、循環パイプ31を
通って圧力がより低い一段目の羽根車4aを取り囲む中
間ケーシング23の内部40に流れる。すなわち、吐出
圧力水の一部が、吐出部24、第2の隙間29、ジャケ
ット27、循環パイプ31を流れてポンプに戻る第1の
冷却流路に沿って流れ、これによってモータが効率的に
冷却される。
【0019】なお、この循環パイプ31は、ポンプ始動
時において、モータのジャケット27の上部30に溜ま
る空気を圧力差により低圧側に運ぶ、いわゆる抽気の機
能を持っている。
【0020】最終段羽根車4bより吐出された圧力水の
一部は、モータ部2の下ロータ室13、第1の隙間1
1、上ロータ室12を経て、スリーブ軸受17、スラス
ト軸受18を潤滑・冷却し、さらに、第3の隙間37か
らバランス室36に入り、バランス穴39を通って一段
目羽根車の吸込口へと循環する。
【0021】ここにおいて、吸込ケーシング21、下ロ
ータ室13、上ロータ室12及びバランス室36の内部
の圧力をそれぞれP1,P2,P3,P4とすると、P4
1に、また、P2は吐出圧に近い。これらの大きさは、
概略以下のようになる。 P2>P3>P4>P1 従って、バランスピストン35には、バランスピストン
35の外径D1及び、バランス室36の圧力P4と下ロー
タ室13の圧力P3の差圧(P3−P4)の積の値の力
が、スラスト力と反対方向(本図では上側)に働く。
【0022】この差圧は、流体がバランスピストン35
とバランスカバー32の間の第3の隙間37を通過する
過程で上ロータ室12の高圧が減圧されると共に、バラ
ンス室36が主軸3のバランス穴39を介して吸込側に
連通しているため圧力が低くなることによるものであ
る。圧力P4が0又はマイナスとなるとき、すなわち吸
込圧力となれば最大の効果を発揮する。
【0023】第4の隙間38を介して受圧板33にこの
ような力が作用する結果として、スラスト軸受の負荷が
低減され、軸受寿命を延長できる。また、多段立型のポ
ンプであっても、従来のような大きな軸推力軸受(例え
ばキングスベリー軸受など)を用いる必要がない。この
ように、小容量の軸受を設けるだけでよいので、その結
果として小型、長寿命、低コストのポンプを提供するこ
とができる。
【0024】本願発明の上述した効果は、図示したよう
な多段あるいは立型のポンプでなくても発揮されるが、
特に多段ポンプにこの構造を設けた場合に顕著に発揮さ
れるのは勿論である。
【0025】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、受圧部材に作
用する軸方向力により、軸推力軸受に負荷される軸推力
が緩和されるので、高価な高負荷型の軸受を使う必要が
なく、コストを低減できるとともに、ポンプを小型化す
ることができる。請求項2の発明によれば、バランス室
がバランス孔を介してポンプ部の吸込側に連通して低圧
になるので、簡単な構造により大きな軸推力低減効果を
得られる。
【0026】請求項3の発明によれば、ロータ室におい
てモータ部の冷却と受圧部材への受圧が行われるので、
冷却や潤滑のために用いる流体や流路を用いて軸推力を
低減させることができる。請求項4の発明によれば、立
て型ポンプにおいて、抽気用パイプによって、始動時に
おける抽気効果と運転時における冷却効果向上効果の両
方が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の立型多段ポンプを示す断
面図である。
【符号の説明】
2 モータ部 3 主軸 4a,4b 羽根車 5 ポンプ部 12 上ロータ室(高圧室) 18 軸推力軸受 31 循環パイプ 33 受圧部材 36 バランス室 37 バランス穴

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸の一端側に設けられ羽根車を有する
    ポンプ部と、該主軸を回転駆動するモータ部と、該主軸
    の軸推力を支持する軸推力軸受とを備え、上記モータ部
    の周囲のジャケットにポンプ部から吐出される流体を流
    通させるようにした全周流型キャンドモータポンプにお
    いて、 上記主軸のモータ部側の所定箇所に受圧部材を軸方向に
    相対移動を規制した状態で取り付け、 この受圧部材の一方の側をポンプ部の吐出側に連通する
    高圧室に、他方の側をポンプ部の吸込側に連通するバラ
    ンス室とし、この差圧により上記受圧部材に作用する力
    によって上記軸推力軸受に負荷される軸推力を緩和する
    ようにしたことを特徴とするキャンドモータポンプ。
  2. 【請求項2】 上記バランス室を上記主軸のモータ部側
    端部に設け、このバランス室を主軸を貫通するバランス
    孔を介してポンプ部の吸込側に連通させたことを特徴と
    する請求項1に記載のキャンドモータポンプ。
  3. 【請求項3】 上記高圧室は、上記モータ部の回転子を
    取り囲むロータ室の一部として形成されていることを特
    徴とする請求項1又は2に記載のキャンドモータポン
    プ。
  4. 【請求項4】 上記キャンドモータポンプは立型ポンプ
    であり、上記ジャケットには、その上部とポンプの低圧
    部を連通する抽気用パイプが設けられていることを特徴
    とする請求項1ないし3に記載のキャンドモータポン
    プ。
JP6330733A 1994-12-07 1994-12-07 キャンドモータポンプ Pending JPH08159080A (ja)

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