JPH09158888A - キャンドモータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、しかも複雑な調整作業も必要
とせずに、モータ効率を増大させて高速運転を可能とし
たキャンドモータポンプを提供する。 【解決手段】 キャンドモータ部１２とポンプ部１０と
からなるキャンドモータポンプにおいて、キャンドモー
タ部１２より突出するロータ軸に増速手段１４を介して
ポンプ部に配設されるインペラ１６を取付けるインペラ
軸２４を結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャンドモータ部
にポンプ部を結合したキャンドモータポンプにおいて、
キャンドモータ部におけるロータの流体摩擦損失を低減
し得るように構成したキャンドモータポンプの改良に関
するものである。

【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、ポンプ部における取扱液の一
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】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、ロータ軸の一端部にインペラ
が結合されており、インペラとロータ軸は同一回転を行
うものであるため、例えば３６００ｒｐｍ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
攪拌摩擦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ある。

【０００５】すなわち、キャンドモータ部のロータ室
は、液で満たされているため、ロータの回転に際して、
通常のモータに較べて流体摩擦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
ータの外径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、流体摩擦損失がさらに増大すると
いう難点がある。

【０００６】このような観点から、本願出願人は、先に
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（流体摩擦損失）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
モータポンプを開発し、特許出願を行った（特開平６−
２４９１８０号公報）。

【０００７】前記特許出願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
態に維持するように構成したものである。

【０００８】このように構成したキャンドモータポンプ
は、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ができ、こ
れ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摩擦損失を低減し、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を可能とし
たものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかるに先に提案した
キャンドモータポンプにおいては、ロータ室内の液を気
液混合状態にするためには、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する必要がある。

【００１０】従って、この種のキャンドモータポンプに
おいて、常にロータ室内の液を適正な気液混合状態に維
持するためには、前述した諸条件を十分に満足するよう
なポンプ設計を行う必要があり、精度の高い設計製作な
らびに調整作業が必要となる。

【００１１】そこで、本発明の目的は、簡単な構成で、
しかも複雑な調整作業も必要とせずに、モータ効率を増
大させて高速運転を可能としたキャンドモータポンプを
提供することにある。

【００１２】

【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るキャンドモータポンプにお
いて、キャンドモータ部より突出するロータ軸に増速手
段を介してポンプ部に配設されるインペラを取付けるイ
ンペラ軸を結合することを特徴とする。

【００１３】この場合、前記増速手段は遊星歯車機構か
らなり、ロータ軸の回転を増速させてインペラ軸に伝達
するように構成することができる。

【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。すなわち、
本発明においては、ポンプ部１０と、キャンドモータ部
１２とを増速手段１４を介して結合構成したものであ
る。

【００１６】しかるに、ポンプ部１０には、インペラ１
６を設けたポンプ室１８内にそれぞれ連通する吸込管２
０と吐出管２２とを備え、前記インペラ１６は、前記増
速手段１４の増速出力軸として構成されるインペラ軸２
４に取付けられる。

【００１７】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、前記ロータ２８を支持す
るロータ軸３０は、それぞれ前部ベアリング３２と後部
ベアリング３４とにより支承され、前記ロータ２８の両
端部にそれぞれ前部ロータ室３６と後部ロータ室３８と
が形成されている。そして、前記ロータ軸３０の一端部
は、増速手段１４に対し増速入力軸として結合構成され
る。

【００１８】従って、前記構成からなるキャンドモータ
ポンプにおいては、前記増速手段１４として、遊星歯車
機構を使用することができる。すなわち、この遊星歯車
機構は、図２に示すように、ロータ軸３０の一端部にイ
ンターナルギヤ４０を結合する。これに対し、インペラ
軸２４の端部には、ギヤ部２４ａを設けて、このギヤ部
２４ａを前記インターナルギヤ４０に対して同軸的に近
接配置し、前記ギヤ部２４ａの外周とインターナルギヤ
４０の内周との間に、適宜複数の遊星歯車４２、４２を
噛合配設する。従って、前記構成からなる増速手段１４
は、図１に示すように、キャンドモータ部１２と結合す
るポンプ部１０のポンプケーシング１０ａの内部に設置
することができる。なお、図１において、参照符号４４
は、インペラ軸２４を回転自在に軸支するベアリングを
示す。

【００１９】このように構成した本実施例のキャンドモ
ータポンプにおいては、従来のキャンドモータポンプと
同様に、ポンプ部１０におけるインペラ１６の背面より
ベアリング４４の軸貫通孔間隙を介して、ポンプ取扱液
の一部を、増速手段１４を設けた部分に導入し、さらに
前部ベアリング３２の軸貫通孔間隙を介して、キャンド
モータ部１２内に導入する。従って、キャンドモータ部
１２内に導入された取扱液は、前部ロータ室３６よりス
テータ２６とロータ２８との間隙を経て後部ロータ室３
８に案内され、後部ベアリング３４の軸貫通孔間隙を介
して、キャンドモータ部１２の後部流体室４６に流入
し、さらにこの後部流体室４６に連通接続された外部配
管４８を介してポンプ部１０の吸込側に還流するよう
に、ポンプ取扱液の循環系が構成される。

【００２０】しかるに、本実施例のキャンドモータポン
プにおいては、前記遊星歯車機構による増速手段１４に
より、ロータ軸３０の回転を増速してインペラ軸２４に
伝達することができるので、キャンドモータを低速回転
駆動させてもインペラ軸２４は高速回転させることがで
きるので、ロータ２８の流体摩擦損失を低減させた状態
で、ポンプの高速運転を容易に実現することができる。

【００２１】また、本実施例において、遊星歯車機構に
よる増速手段１４は、ポンプ取扱液の一部を、通孔５０
を介してインターナルギヤ４０の内側を流通させること
により、これらを冷却並びに潤滑することができるの
で、常に円滑かつ適正な増速動作を維持させることがで
きる。

【００２２】キャンドモータの極数を２極から６極程度
に設計変更し、増速手段により２極モータの場合の出力
特性を得るように設定すれば、ロータ表面の円筒摩擦損
失を減少（約４．６％）させることができる。

【００２３】また、キャンドモータの極数を変更するこ
となく、出力のみを増速手段により増大するように設定
すれば、ポンプ運転を高速化することがでる。

【００２４】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。例えば、増速手段として、遊星歯車機構に代
えて、その他の増速ギヤ機構を適用することができるこ
とは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るキャ
ンドモータポンプにおいては、キャンドモータ部とポン
プ部とからなるキャンドモータポンプにおいて、キャン
ドモータ部より突出するロータ軸に増速手段を介してポ
ンプ部に配設されるインペラを取付けるインペラ軸を結
合する構成としたことにより、従来のような複雑な構成
並びに調整作業を行うことなく、簡便にモータ効率を増
大させてポンプの高速運転を実現することができる。

【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。

【図２】本発明に係るキャンドモータポンプに適用する
増速手段としての遊星歯車機構の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ部 １０ａ ポンプケーシング １２ キャンドモータ部 １４ 増速手段 １６ インペラ １８ ポンプ室 ２０ 吸込管 ２２ 吐出管 ２４ インペラ軸 ２４ａ ギヤ部 ２６ ステータ ２８ ロータ ３０ ロータ軸 ３２ 前部ベアリング ３４ 後部ベアリング ３６ 前部ロータ室 ３８ 後部ロータ室 ４０ インターナルギヤ ４２ 遊星歯車 ４４ ベアリング ４６ 後部流体室 ４８ 外部配管 ５０ 通孔

Claims (2)

【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る
   キャンドモータポンプにおいて、キャンドモータ部より
   突出するロータ軸に増速手段を介してポンプ部に配設さ
   れるインペラを取付けるインペラ軸を結合することを特
   徴とするキャンドモータポンプ。
2. 【請求項２】 増速手段は遊星歯車機構からなり、ロー
   タ軸の回転を増速させてインペラ軸に伝達するように構
   成してなる請求項１記載のキャンドモータポンプ。