JPH11182483A

JPH11182483A - キャンドモータポンプ

Info

Publication number: JPH11182483A
Application number: JP36644697A
Authority: JP
Inventors: Yukio Toyama; 幸雄外山; Shinobu Ishizuka; 忍石塚; Tomotoshi Hirata; 智敏平田; Satoyuki Yamazaki; 智行山崎; Koichi Otake; 功一大竹; Takayuki Kuronuma; 隆行黒沼
Original assignee: Ebara Corp; Ebara Densan Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Ebara Densan Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-06
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JP3363085B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータ部の冷却、並びに軸受の冷却及び潤滑
を確実に行うことができ、かつ、羽根車に作用するアキ
シャルスラスト力を低減させることができるキャンドモ
ータポンプを提供する。【解決手段】ポンプ取扱液が流通する溝を内周面に備
えた一対の軸受９ａ，９ｂでロータ５を回転自在に支承
するとともに、羽根車２の主板２ｅのライナ直径よりも
外径側にバランスホール２ｄを、根車側の軸受９ａの該
羽根車側端面に隣接する位置にポンプ取扱液の一部を内
部に導く圧力液体室Ｅをそれぞれ設け、この圧力液体室
Ｅのポンプ取扱液を２方向に分流させて、一方のポンプ
取扱液でモータ部の冷却、並びに両軸受９ａ，９ｂの冷
却及び潤滑を行い、他方のポンプ取扱液を絞り機構２０
ａ，２０ｂを介してポンプ吸込側に戻すように構成し
た。

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ポン
プに係り、特にモータ部の冷却、並びに軸受の冷却及び
潤滑を確実に行うことができ、かつ、羽根車に作用する
アキシャルスラスト力を低減させるとともに、ポンプの
吸込性能を向上させたキャンドモータポンプに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のこの種のキャンドモータ
ポンプの一般的な構造を示す図である。同図に示すよう
に、ポンプ部のポンプケーシング１の内部には、羽根車
２が配置されているとともに、ポンプケーシング１の高
圧側の開口部には、ケーシングカバー３が固着されてい
る。また、ケーシングカバー３には、羽根車２を通過し
た後の昇圧されたポンプ取扱液の一部を下記の空間Ａに
導く流通溝４が形成されている。

【０００３】前記ケーシングカバー３の内部には、ロー
タ５の一端側が挿通され、このロータ５の一端側に、こ
こに嵌合されたディスタンスピース（スリーブ）６、ス
ラスト板７ａ、軸スリーブ８ａ及び前記羽根車２がボル
トを介して固定され、ロータ５の他端側には、スラスト
板７ｂ及び軸スリーブ８ｂがボルトを介して固定されて
いる。

【０００４】前記ロータ５は、その両端で一対の軸受９
ａ，９ｂを介して回転自在に支承されているとともに、
そのほぼ中央にモータ部の回転子１０が固着されてお
り、回転子１０と羽根車側の軸受９ａとの間に空間Ａ
が、回転子１０と羽根車と反対側の軸受９ｂとの間に空
間Ｂが、エンドカバー１１と羽根車と反対側の軸受９ｂ
との間に空間Ｃが、更に羽根車側の軸受９ａと羽根車２
との間に空間Ｄがそれぞれ設けられている。

【０００５】そして、羽根車側の軸受９ａと軸スリーブ
８ａとの間に流路ａが、羽根車側の軸受９ａの端面とス
ラスト板７ａとの間に流路ｂが、回転子１０のキャン１
２ａと固定子１３のキャン１２ｂとの間に流路ｃが、羽
根車と反対側の軸受９ｂの端面とスラスト板７ｂとの間
に流路ｄが、羽根車と反対側の軸受９ｂと軸スリーブ８
ｂとの間に流路ｅがそれぞれ形成されている。

【０００６】前記ロータ５の内部には、軸方向に貫通す
る貫通穴１４が形成されており、この貫通穴１４は、両
端のボルトを含んで両側に開口している。そして、この
貫通穴１４によって、前記エンドカバー１１と羽根車と
反対側の軸受９ｂとの間の空間Ｃとポンプの吸込側とが
互いに連通している。

【０００７】この種のキャンドモータポンプでは、モー
タ部の冷却、並びに軸受９ａ，９ｂの冷却及び潤滑は、
羽根車２を通過した後の昇圧されたポンプ取扱液の一部
をケーシングカバー３に設けた流通孔４から回転子１０
と羽根車側の軸受９ａとの間の空間Ａ内に導き、この空
間Ａから２つの経路に分けることによって行われてい
る。

【０００８】即ち、第１の経路は、空間Ａから、前記流
路ｂ及び流路ａを通って空間Ｄに入り、羽根車２のバラ
ンスホール２ａを通った後、ポンプの吸込側へ戻る経路
である。第２の経路は、空間Ａから、前記流路ｃを通っ
て空間Ｂに入り、流路ｄ及び流路ｅを通って空間Ｃへ入
った後、貫通穴１４を通ってポンプの吸込側へ戻る経路
である。そして、羽根車側の軸受９ａの冷却と潤滑は、
前記第１の経路を通る潤滑液（ポンプ取扱液）によって
行われ、モータ部の冷却、並びに羽根車と反対側の軸受
９ｂの冷却及び潤滑は、前記第２の経路を通る潤滑液に
よって行われる。

【０００９】ここに、前記第１の経路及び第２の経路を
循環するポンプ取扱液の量は、空間Ａ内の圧力、各流路
ａ〜ｅの面積及び貫通穴１４の面積に大きく影響され
る。即ち、第１の経路及び第２の経路は、それぞれ最後
にポンプの吸込側へ通じているので、空間Ａの圧力は、
流路ａ〜ｅ及び貫通穴１４のそれぞれの圧力損失に吸込
圧力を加算した大きさになる。

【００１０】ここで、第１の経路内の空間Ｄ内の圧力
は、羽根車２のバランスホール２ａの面積を充分大きく
することにより、圧力損失が殆どないようにすることが
できるため、吸込圧力とほぼ同じ値とすることができ
る。また、循環するポンプ取扱液の量は、第１の経路で
は、空間Ａと空間Ｄとの差圧、及び流路ａと流路ｂの面
積で決まり、第２の経路では、同様に、空間Ａと空間
Ｂ，Ｃ及び吸込圧力のそれぞれの差圧、並びに各部の面
積とで決まる。

【００１１】一般的には、羽根車側の軸受９ａの円筒部
の内周面は平坦面に形成され、羽根車と反対側の軸受９
ｂの円筒部の内周面には、螺旋状の溝と軸方向に延びる
溝とが形成されている。また、羽根車側及び羽根車と反
対側の双方の軸受９ａ，９ｂの各スラスト板７ａ，７ｂ
との摺動面には、半径方向に沿って延びる溝が設けられ
ている。これにより、羽根車側の軸受９ａは、羽根車と
反対側の軸受９ｂよりも流れに対する圧力損失が大きく
なるように構成されている。

【００１２】このように構成することにより、羽根車側
の軸受９ａの圧力損失を大きくして、空間Ａ内の圧力を
できるだけ低下させないようにしながら、第１の経路に
過大な量のポンプ取扱液が流れないように制限するとと
もに、第２の経路には必要な量のポンプ取扱液が流れる
ようにすることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のキャンドモータポンプにあっては、運転中に回転側
の軸スリーブ８ａ，８ｂ及びスラスト板７ａ，７ｂが、
固定側の軸受９ａ，９ｂに接触しながら回転するため
に、一般にカーボン製の軸受９ａ，９ｂが主に摩耗し
て、運転時間の経過とともにその摩耗量が増加してい
く。

【００１４】ここに、羽根車と反対側の軸受９ｂが摩耗
しても、この内周面には、前述のように螺旋状の溝及び
軸方向に延びる溝が設けられ、更に、スラスト板７ｂと
の摺動面にも半径方向に延びる溝が設けられているた
め、前記流路ｄと流路ｅの面積は、摩耗していない軸受
の場合の流路の面積と比較して、さほど差はなく、従っ
て、一定流量に対する圧力損失の違いもあまりない。一
方、羽根車側の軸受９ａは、その内周面は平坦面で、螺
旋状の溝や軸方向に延びる溝が設けられていないため、
摩耗が大きくなるにつれて、前記軸スリーブ８ａとの間
に形成される前記流路ａの面積が著しく大きくなり、従
って、一定流量に対する圧力損失が著しく小さくなる。

【００１５】このように、羽根車側の軸受９ａの圧力損
失が小さくなってくると、前述のように、空間Ａ内の圧
力が低下してきて、前記流路ｄと流路ｅの面積がさほど
変わらないために、第２の経路内に流れるポンプ取扱液
の量がより少なくなる。このため、モータ部の冷却、並
びに羽根車と反対側の軸受９ｂの冷却と潤滑のため必要
な量のポンプ取扱液が確保されなくなり、モータ部や軸
受の加熱を引き起こすという問題点がある。

【００１６】ここに、前記第１の経路を流れるポンプ取
扱液の量は、前記空間Ａ内の圧力の変化によって変わ
り、特定できないため、実験によって確認した。図７に
その実験結果を示す。同図において、横軸は試験したポ
ンプのポンプ吐出し量を示し、縦軸は試験したポンプの
全揚程、効率及び前記空間Ｄ内の圧力を示す。ポンプの
吸込み圧力と吐出し圧力は、前記第１の経路を流れるポ
ンプ取扱液の量を特定するのに必要がないので同図には
示していない。カーブＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、ポンプ吐出
し量の変化に対する前記空間Ｄ内の圧力の変化を示して
いる。

【００１７】同図において、カーブＣ１にあっては、羽
根車側の軸受９ａに摩耗が全くなく、従って前記流路ａ
の隙間が正規の場合、カーブＣ２にあっては、軸受９ａ
が摩耗して、前記流路ａに正規の隙間の約２．５倍の隙
間が生じた場合、カーブＣ３にあっては、同じく前記流
路ａに正規の隙間の約４．１倍の隙間が生じた場合をそ
れぞれ示している。

【００１８】いずれの場合においても、ポンプ吐出し量
が増えるに従って、前記空間Ｄの圧力は低くなり、か
つ、前記流路ａの隙間が大きくなる程、前記空間Ｄの圧
力は高くなる。つまり、羽根車側の軸受９ａの摩耗が大
きくなるにつれて、バランスホール２ａの大きさ及び吸
込み圧力は変わらないが、空間Ｄの圧力が高くなるの
で、バランスホール２ａの前後の差圧が大きくなって、
バランスホール２ａを通過するポンプ取扱液の量が増え
る。即ち、羽根車側の軸受９ａの摩耗が大きくなるにつ
れて、前記第１の経路を流れるポンプ取扱液の量が徐々
に増えることが判る。

【００１９】また、空間Ｄの圧力が高くなると、その高
くなった圧力の分だけ羽根車２に作用する軸方向の、い
わゆるアキシャルスラスト力が大きくなり、軸受９ａの
スラスト板７ａとの摺動面に作用する荷重が大きくなっ
て、軸受９ａの寿命を短くしてしまうばかりでなく、バ
ランスホール２ａを通過するポンプ取扱液の流速が大き
くなり、吸込側から羽根車２の内部にポンプ取扱液が流
入してくるのを妨げることになって、ポンプの吸込性能
に悪影響を与えてしまう。

【００２０】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
で、モータ部の冷却、並びに軸受の冷却及び潤滑を確実
に行うことができ、かつ、羽根車に作用するアキシャル
スラスト力を低減させるとともに、ポンプの吸込性能を
向上させることができるようにしたキャンドモータポン
プを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明のキャンドモータ
ポンプは、キャン封止されたモータ回転子とポンプ羽根
車を固着したロータを備え、このロータの両端に軸受を
配置するとともに、羽根車通過後の昇圧されたポンプ取
扱液で前記モータ回転子とこれに空隙を介して配置され
たキャン封止モータ固定子の冷却、並びに前記各軸受の
冷却及び潤滑を行うようにしたキャンドモータポンプに
おいて、前記各軸受として、内周面に前記ポンプ取扱液
が流通する溝を備えるとともに、前記羽根車の主板また
は側板の一方のライナ直径よりも外径側にバランスホー
ルを、前記羽根車側の軸受の該羽根車側端面に隣接する
位置に前記ポンプ取扱液の一部を内部に導く圧力液体室
をそれぞれ設け、この圧力液体室のポンプ取扱液を２方
向に分流させて、一方のポンプ取扱液でモータ部の冷
却、並びに両軸受の冷却及び潤滑を行い、他方のポンプ
取扱液を絞り機構を介してポンプ吸込側に戻すように構
成したことを特徴とする。

【００２２】これにより、圧力液体室内に導入された高
圧のポンプ取扱液の流出量が時間の経過とともに増加し
て該圧力液体室内の圧力が低下してしまうことを防止し
て、この圧力液体室からモータ部及び両軸受を流れる潤
滑液（ポンプ取扱液）の量が減少してしまうことを防止
する。同時に、羽根車の主板または側板の一方のライナ
直径よりも外径側に設けたバランスホールで該羽根車の
主板または側板側の一方に作用するアキシャルスラスト
力を小さくさせて、アキシャルスラスト力の総和を低減
させることができる。

【００２３】また、前記絞り機構を、ケーシングカバー
とロータと一体に回転するスリーブとの間、及びケーシ
ングカバーと羽根車のボス部外周面との間にそれぞれ設
けたことを特徴とする。これにより、２重の絞り機構を
介して、前記圧力流体室内の圧力が低下してしまうこと
を防止することができる。

【００２４】また、前記羽根車の主板側のライナ内周面
と前記ポンプケーシングとの間に、第３の絞り機構を設
けたことを特徴とする。これにより、主板側のライナ内
周面とポンプケーシングとの間を流れるポンプ取扱液の
量を少なくして、ポンプ効率を向上させることができ
る。

【００２５】また、前記ロータの内部に、前記モータ部
の冷却、並びに両軸受の冷却及び潤滑を行った後のポン
プ取扱液をポンプ吸込側に戻す貫通孔を設けたことを特
徴とする。これにより、圧力流体室内に導かれた高圧の
ポンプ取扱液の全量をポンプの吸込側に戻すことができ
る。

【００２６】また、前記モータ部の回転子及び固定子を
収容するポンプケーシングに、前記モータ部の冷却、並
びに両軸受の冷却及び潤滑を行った後のポンプ取扱液を
該ポンプケーシングの外部に流出させる通孔を設けたこ
とを特徴とする。これにより、モータ部の冷却、並びに
両軸受の冷却及び潤滑を行って高温となったポンプ取扱
液が、羽根車の入口付近に戻ることを防止することがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至５に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態におけるキャンドモータポンプの構造を示す断
面図である。キャンドモータポンプ自体の基本的な構造
は、図６に示す従来例と略同一であり、同一または相当
部分には、同一の符号を付して、その重複した説明を省
略する。

【００２８】同図に示すように、ケーシングカバー３の
内周面に内方に突出する凸状部３ａを設けることによ
り、羽根車側の軸受９ａ、ケーシングカバー３、ディス
タンスピース（スリーブ）６及び軸スリーブ８ａとの間
に圧力液体室としての空間Ｅが構成されている。そし
て、前記凸状部３ａの内周面と前記ディスタンスピース
６との間に非接触の第１の絞り機構２０ａが形成されて
いる。即ち、前記凸状部３ａは、その内周面がディスタ
ンスピース６の外周面に僅かの隙間をもって接近して、
ここに流路ｆを形成するようになっている。

【００２９】そして、前記ケーシングカバー３の内部に
は、羽根車２によって昇圧されたポンプ取扱液の一部を
前記空間（圧力液体室）Ｅ内に導く流通孔２１が設けら
れている。更に、前記ケーシングカバー３の羽根車側端
面にスリーブ状に突出する突出部３ｂを形成することに
より、この突出部３ｂの内周面と羽根車２のボス部２ｂ
との間に非接触の第２の絞り機構２０ｂが構成されてい
る。即ち、前記突出部３ｂは、その内周面が羽根車２の
ボス部２ｂの外周面に僅かの隙間をもって接近して、こ
こに流路ｇを形成するようになっている。同時に、こ
の突出部３ｂによって、前記第２の絞り機構２０ｂを挟
んでケーシングカバー３と羽根車２との間に２つの空間
Ｆ，Ｇを区画形成し、この空間Ｇが羽根車２のバランス
ホール２ａを介してポンプの吸込側に連通するようにな
っている。

【００３０】また、羽根車２の主板２ｅのライナ直径よ
りも外径側に第２のバランスホール２ｄを設けることに
より、ケーシング１と羽根車２とケーシング３とで区画
形成された空間Ｈと羽根車２の主板２ｅと側板２ｆとで
仕切られた羽根車の翼間とが互いに連通するようになっ
ている。

【００３１】ここに、前記羽根車と反対側の軸受９ｂ
は、前記従来例と同様に、この内周面に螺旋状の溝と軸
方向に沿って延びる溝とが形成されているのであるが、
羽根車側の軸受９ａも同様に、この内周面に螺旋状の溝
と軸方向に沿って延びる溝とが形成されている。また、
各軸受９ａ，９ｂの各スラスト板７ａ，７ｂとの摺動面
に半径方向に延びる溝が設けられていることは、前記従
来例と同様である。

【００３２】上記構成のキャンドモータポンプにおい
て、ケーシングカバー３に設けられた流通孔２１から羽
根車通過後の昇圧されたポンプ取扱液が圧力液体室を構
成する空間Ｅ内に導かれ、ここから２つの方向に流れ
る。

【００３３】第１の流れは、第１の絞り機構２０ａ及び
第２の絞り機構２０ｂを通過して、羽根車２のバランス
ホール２ａを通り、ポンプの吸込側へ戻る流れである。
第２の流れは、空間Ｅから、流路ａ、流路ｂ、空間Ａ、
流路ｃ、空間Ｂ、流路ｄ、流路ｅ、空間Ｃ及び貫通穴１
４を順に通過して、ポンプの吸込側へ戻る流れである。
第１の流れも第２の流れも、それぞれ最後はポンプの吸
込側へ通じているため、羽根車通過後の昇圧されたポン
プ取扱液は、空間Ｅから、より低圧部であるポンプの吸
込側へと流れ、第２の流れが、モータ部の冷却、並びに
軸受９ａ，９ｂの冷却及び潤滑を行う。

【００３４】ここに、第１の流れ及び第２の流れに沿っ
て流れるポンプ取扱液の循環量は、空間Ｅ内の圧力と各
流路ａ〜ｇの面積及び貫通穴１４の面積に大きく影響さ
れる。第１の流れも第２の流れも、それぞれ最後はポン
プの吸込側へ通じているので、空間Ｅの圧力は、流路ａ
〜ｇ及び貫通穴１４のそれぞれの圧力損失に吸込圧力を
加算した大きさになる。

【００３５】ここで、第１の流れ内に位置する前記空間
Ｇ内の圧力は、羽根車２のバランスホール２ａの面積を
充分大きくすることにより、圧力損失を殆どなくして、
ほぼ吸込圧力とみなすことができる。第１の流れのポン
プ取扱液の循環量は、主に流路ｆ及び流路ｇの面積によ
って決まり、第２の流れのポンプ取扱液の循環量は、流
路ａ〜ｅ及び貫通穴１４の面積によって決まる。ここ
に、前記流路ａ〜ｅについては、軸受９ａ，９ｂの内周
面に設けられた螺旋状の溝や軸方向に延びる溝に加え、
スラスト板７ａ，７ｂとの摺動面に設けられた半径方向
の溝による面積も含まれる。これらの流路を構成するた
めの各部の寸法は、モータ部の冷却、並びに軸受９ａ、
９ｂの冷却及び潤滑を確実に行うのに必要なポンプ取扱
液の循環量が得られるように決定されている。

【００３６】図２に、羽根車２の主板２ｅと側板２ｆの
各面に作用するアキシャル方向の圧力分布を示す。同図
において、圧力ｐ₁，ｐ₂，ｐ₃，ｐ₄は、それぞれア
キシャル方向の圧力を示し、線分の長さは圧力の大きさ
を、矢印は圧力の方向を示している。

【００３７】同図に示すように、主板２ｅと側板２ｆの
各面において、羽根車２の外径からライナ部に向かうに
従って、作用する圧力は少しづつ小さくなる。羽根車２
の外径における主板２ｅ側の圧力ｐ₁と側板２ｆの圧力
ｐ₃は等しいとみなしてよい。また、同様に、仮に第２
のバランスホール２ｄが設けられていないとすれば、主
板２ｅ側の仮想の圧力ｐ₅と側板２ｆ側の圧力ｐ₄は等
しいとみなしてよい。しかし、側板２ｆ側の圧力ｐ₄よ
りもかなり低圧である羽根車２の翼間に連通する第２の
バランスホール２ｄを設けることによって、ライナ部の
主板２ｅ側の圧力ｐ₂は、側板２ｆ側の圧力ｐ₄よりも
小さくなる（ｐ₂＜ｐ₄）。

【００３８】従って、主板２ｅ側に作用するアキシャル
スラスト力は、圧力ｐ₁〜ｐ₂の合計によって決まり、
側板２ｆ側に作用するアキシャルスラスト力は、圧力ｐ
₃〜ｐ₄の合計によって決まるため、主板２ｅ側に作用
するアキシャルスラスト力は、この圧力差の分だけ小さ
くなる。

【００３９】一般的に、キャンドモータポンプの運転中
において、ロータはアキシャル方向のどちらか一方向に
押されて安定するように各部の寸法が決定される。つま
り、回転子１０の前後の空間Ａと空間Ｂとの差圧によっ
て、回転子１０に作用するアキシャルスラスト力や、空
間Ｃの圧力によって吸込側と反対に位置するボルト端に
作用するアキシャルスラスト力や、羽根車２の主板２ｅ
と側板２ｆに作用するアキシャルスラスト力などが総和
され、どちらか一方向にアキシャルスラスト力が作用し
ている。

【００４０】そこで、アキシャルスラスト力が吸込方向
に作用する場合には、前述のように、主板２ｅに第２の
バランスホール２ｄを設けて、羽根車２の主板２ｅ側に
作用するアキシャルスラスト力を羽根車２の側板２ｆ側
に作用するアキシャルスラスト力より小さくすることに
よって、アキシャルスラスト力の総和を低減させること
ができる。

【００４１】次に、キャンドモータポンプの実際の運転
中の状況について説明する。摩耗に関しては、流路ｆを
構成する第１の絞り機構２０ａの内周面、流路ｇを構成
する第２の絞り機構２０ｂの内周面、及び流路ｃを構成
する回転子１０のキャン１２ａと固定子１３のキャン１
２ｂとの間は、それぞれ非接触のため、循環液の流速に
よる摩耗以外の摩耗は極めて少ない。これに対して、流
路ａ、流路ｂ、流路ｄ及び流路ｅを構成するそれぞれの
面は、接触して相対的に回転しているため、主に軸受９
ａ，９ｂの内周面の摩耗が徐々に増えていく。

【００４２】しかしながら、羽根車側の軸受９ａにも羽
根車と反対側の軸受９ｂにも、内周面に螺旋状の溝と軸
方向に沿って延びる溝が設けられ、更に、スラスト板７
ａ，７ｂとの摺動面には半径方向に沿って延びる溝が設
けられているので、軸受９ａ，９ｂの内周面や端面が摩
耗してもこれらの溝は摩耗することなく、従って、空間
Ｅ内の圧力の大きさに影響を与える流路ａ、流路ｂ、流
路ｄ及び流路ｅのそれぞれの面積は殆ど増えない。つま
り、空間Ｅ内の圧力は、軸受９ａ，９ｂの内周面や端面
が摩耗しても殆ど低下しない。

【００４３】また、流路ｆを構成する第１の絞り機構２
０ａの内周面、及び流路ｇを構成する第２の絞り機構２
０ｂの内周面は、非接触のため摩耗が殆どなく、このた
め、空間Ｆ内の圧力も空間Ｅ内の圧力も殆ど変わらな
い。

【００４４】従って、運転時間の経過とともに、第１の
流れの循環量は殆ど変わらないことに加え、第２の流れ
の循環量は僅かではあるが増えていくために、モータ部
の冷却、並びに軸受９ａ，９ｂの冷却及び潤滑を運転時
間の経過とともに更に確実に行うことができる。

【００４５】また、空間Ｆ内の圧力も空間Ｅ内の圧力も
殆ど変わらないために、羽根車２に作用するアキシャル
スラスト力は増加してしまうことがない。更に、第２の
バランスホール２ｄを設けたことによって、ライナ部の
主板２ｅ側に作用する圧力を側板２ｆ側に作用する圧力
よりも小さくできるため、軸受９ａ，９ｂの寿命が短く
なってしまうことを防ぐことができる。

【００４６】しかも、第１の流れの循環量が殆ど変わら
ないことから、羽根車２のバランスホール２ａを通過す
るポンプ取扱液の量もまた変わらず、羽根車２のバラン
スホール２ａを通過するポンプ取扱液の流速にも変化が
ないために、ポンプの吸込性能への悪影響を防止するこ
とができる。

【００４７】なお、この実施の形態にあっては、アキシ
ャルスラスト力が吸込方向に作用する場合に適するよう
に、羽根車２の主板２ｅ側に第２のバランスホール２ｄ
を設けた例を示しているが、アキシャルスラスト力が吸
込方向と反対側に作用する場合には、図３に示す本発明
の第２の実施の形態のように、羽根車２の側板２ｆ側に
第２のバランスホール２ｄを設けることによって、アキ
シャルスラスト力の総和を低減させることができる。こ
の場合、羽根車２の側板２ｆ側に作用するアキシャルス
ラスト力の方が主板２ｅ側に作用するアキシャルスラス
ト力よりも小さくなる。なお、このことは、以下の各実
施の形態にあっても同様である。

【００４８】図４は、本発明の第３の実施の形態におけ
るキャンドモータポンプを示すもので、この例は、ケー
シングカバー３の羽根車側端面にやや厚肉の突出部３ｃ
を設け、この突出部３ｃの内周面と羽根車２のボス部２
ｂの外周面との間に第２の絞り機構２０ｂを形成すると
ともに、この突出部３ｃの外周面と羽根車２の主板側の
ライナ２ｃの内周面との間に非接触の第３の絞り機構２
０ｃを設けたものである。即ち、前記突出部３ｃは、そ
の内周面が羽根車２のボス部２ｂの外周面に僅かの隙間
をもって接近して、ここに流路ｇを形成するとともに、
外周面が羽根車２のライナ２ｃの内周面に僅かの隙間を
もって接近して、ここに流路ｈを形成するようになって
いる。

【００４９】このように、第３の絞り機構２０ｃを設け
ることによって、前記第１の実施の形態における優れた
効果に加え、流路ｈを通過するポンプ取扱液の量を少な
くして、ポンプの効率を更に向上させることができる。

【００５０】図５は、本発明の第４の実施の形態におけ
るキャンドモータポンプを示すもので、この例は、ロー
タ５として中実丸棒状のものを使用するとともに、エン
ドカバー１１に第２の流れに沿って流れる循環液を空間
Ｄから外部の低圧部へ導く通孔２２を設けたものであ
る。

【００５１】この実施の形態にあっては、モータ部の冷
却、並びに軸受９ａ，９ｂの冷却及び潤滑を行っている
第２の流れに沿って流れる循環液は、空間Ｅから流路
ａ、流路ｂ、空間Ａ、流路ｃ、空間Ｂ、流路ｄ、流路ｅ
及び空間Ｃを通過した後、前記通孔２２に連結した配管
を介して外部の低圧部へ導かれる。

【００５２】第２の流れは、モータ部の冷却、並びに軸
受９ａ，９ｂの冷却及び潤滑を行うために、循環液（ポ
ンプ取扱液）の温度がある程度上昇する。液化ガス等を
取扱う場合では、温度上昇に対する飽和蒸気圧力の変化
が大きく、この循環液が気化する危険がある。このよう
な場合、循環液を羽根車２の近傍へ戻せば、羽根車２の
入口でキャビテーションを起こす危険がある。この例で
は、前述のような優れた効果に加え、ポンプの吸込性能
を維持できる利点がある。

【００５３】前記各実施の形態において、絞り機構を構
成する周面の両方若しくは片方に、メッキもしくは溶射
を施したり、あるいは絞り機構を構成する周面を取り替
え可能なプッシュで構成してもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、羽根車側の軸受に隣接して羽根車通過後の昇圧され
た液体の一部を導く圧力液体室を設け、この圧力液体室
内の液体が羽根車の吸込側に戻るように構成することに
より、圧力液体室から羽根車の吸込側に戻る液体の量が
運転時間の経過とともに増加してしまうことを防止する
ことができる。これによって、圧力液体室内の圧力を常
に一定として、モータ部の冷却、並びに軸受の冷却及び
潤滑を十分な潤滑液によって確実に行うことができる。
同時に、羽根車の主坂または側坂の一方のライナ直径よ
りも外径側に設けたバランスホールで該羽根車の主板ま
たは側板側の一方に作用するアキシャルスラスト力を小
さくして、アキシャルスラスト力の総和を低減させるこ
とができる。

【００５５】特に、圧力液体室の他に、ケーシングカバ
ーとスリーブと羽根車とで構成される空間、及びケーシ
ングカバーと羽根車とで構成される空間内の圧力もほぼ
一定とすることができるため、羽根車の主板のライナー
直径よりも外径側にバランスホールを設けることによ
り、ライナ部の主板側の圧力を側板側の圧力よりも小さ
くして、羽根車に作用するアキシャルスラスト力の増加
をなくして、軸受寿命が短くなることを防止することが
できる。また羽根車のバランスホールを通過する液の量
もほぼ一定として、液の流速の変化に伴うポンプの吸込
性能への悪影響を防止することができる。

【００５６】尚、ロータの両側に配置される両軸受の内
周面に螺旋状の溝と軸方向に沿って延びる溝とを設け、
更にスラスト板との摺動面にも半径方向に沿って延びる
溝を設けることにより、モータ部の冷却、並びに軸受の
冷却及び潤滑を行う液体の循環量を運転時間の経過とと
もに僅かに増やしつつ、モータ部の冷却、並びに軸受の
冷却及び潤滑を確実に行うようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるキャンドモ
ータポンプを示す断面図。

【図２】図１における羽根車の主板側と側板側に作用す
る圧力分布を示す図。

【図３】本発明の第２の実施の形態におけるキャンドモ
ータポンプを示す断面図。

【図４】本発明の第３の実施の形態におけるキャンドモ
ータポンプを示す断面図。

【図５】本発明の第４の実施の形態におけるキャンドモ
ータポンプを示す断面図。

【図６】従来のキャンドモータポンプを示す断面図。

【図７】図６に示すキャンドモータポンプにおけるの一
空間の圧力測定結果を示すグラフ。

【符号の説明】

１ポンプケーシング２羽根車２ａ同バランスホール２ｂ同ボス部２ｃ同ライナ２ｄ同第２のバランスホール２ｅ同主板２ｆ同側板３ケーシングカバー３ａ同凸状部３ｂ、３ｃ同突出部５ロータ６ディスタンスピース（スリーブ）７ａ，７ｂスラスト板８ａ，８ｂ軸スリーブ９ａ，９ｂ軸受１４貫通穴２０ａ，２０ｂ，２０ｃ絞り機構２１流通孔２２通孔Ａ〜Ｄ空間Ｅ空間（圧力液体室）Ｆ，Ｇ，Ｈ空間ａ〜ｈ流路

フロントページの続き (72)発明者平田智敏東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者山崎智行神奈川県藤沢市本藤沢４丁目１−１株式会社荏原電産内 (72)発明者大竹功一神奈川県藤沢市本藤沢４丁目１−１株式会社荏原電産内 (72)発明者黒沼隆行神奈川県藤沢市本藤沢４丁目１−１株式会社荏原電産内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャン封止されたモータ回転子とポンプ
羽根車を固着したロータを備え、このロータの両端に軸
受を配置するとともに、羽根車通過後の昇圧されたポン
プ取扱液で前記モータ回転子とこれに空隙を介して配置
されたキャン封止モータ固定子の冷却、並びに前記各軸
受の冷却及び潤滑を行うようにしたキャンドモータポン
プにおいて、前記各軸受として、内周面に前記ポンプ取扱液が流通す
る溝を備えるとともに、前記羽根車の主板または側板の
一方のライナ直径よりも外径側にバランスホールを、前
記羽根車側の軸受の該羽根車側端面に隣接する位置に前
記ポンプ取扱液の一部を内部に導く圧力液体室をそれぞ
れ設け、この圧力液体室のポンプ取扱液を２方向に分流
させて、一方のポンプ取扱液でモータ部の冷却、並びに
両軸受の冷却及び潤滑を行い、他方のポンプ取扱液を絞
り機構を介してポンプ吸込側に戻すように構成したこと
を特徴とするキャンドモータポンプ。
【請求項２】前記絞り機構を、ケーシングカバーとロ
ータと一体に回転するスリーブとの間、及びケーシング
カバーと羽根車のボス部外周面との間にそれぞれ設けた
ことを特徴とする請求項１記載のキャンドモータポン
プ。
【請求項３】前記羽根車の主板側のライナ内周面と前
記ポンプケーシングとの間に、第３の絞り機構を設けた
ことを特徴とする請求項２記載のキャンドモータポン
プ。
【請求項４】前記ロータの内部に、前記モータ部の冷
却、並びに両軸受の冷却及び潤滑を行った後のポンプ取
扱液をポンプ吸込側に戻す貫通孔を設けたことを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載のキャンドモータ
ポンプ。
【請求項５】前記モータ部の回転子及び固定子を収容
するポンプケーシングに、前記モータ部の冷却、並びに
両軸受の冷却及び潤滑を行った後のポンプ取扱液を該ポ
ンプケーシングの外部に流出させる通孔を設けたことを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のキャンド
モータポンプ。