JPS5912194A - グランドレスポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、液化ガス等蒸気圧の高い液や沸点に近い温度
で運転される液を取扱うゲランドレスポンプに係わり、
特にその循環系統の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ポンプとモータとを一体に構成して軸封部のない完全無
漏洩構造としたゲランドレスポンプにはモータの冷却を
兼ねた軸受潤滑液に対し、非磁性薄肉金属からなる固定
子キャンにてモータの固定子を隔離した構造のキャンド
モータポンプと、モータの固定子なも侵した構造のウェ
ット式モータポンプとがあり、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ータの冷却と
を行なうよう釦なっている。

例えば、１７１図に示すような標準構造のキャンドモー
タポンプにおいては、ポンプ（１１のポンプ吐出側（２
）とキャンドモータ（３１の後端部とな循環バイブ（４
）にて連通し、ポンプ吐出圧Ｐ、とポンプ吸込圧Ｐ０と
の圧力差によってポンプ吐出側（２）のポンプ取扱液（
５）の一部な循環パイプ（４）を経てキャンドモータ１
３）の後端部へ導入し、後部軸受（６）を潤滑し、固定
子キャン（力と回転子牛ャン（８）との間隙（９）を通
って固定子（１〔と回転子０］）とを冷却し、前部軸受
α２な潤滑した後ポンプ羽根車ａ急のバランス穴０４）
からポンプ吸込側０！９へ戻して循環させる構造が採ら
れている。

しかしながら、循環されるポンプ取扱液（５）は、キャ
ンドモータ（３１の後端部からポンプ（１）側に近づく
に連れてその圧力がポンプ吸込圧Ｐ。に近づき、その温
度がキャンドモータ（３）の熱を奪って上昇し、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な取扱う場合にはキャビテーショ
ンが生じ易く、軸受、％に前部軸受Ｑ２１が潤滑不良と
なって異常摩耗や焼き付けな起こし、ポンプが騒音、振
動な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。

これに対し、キャンドモータ内に補助ポンプを設け、こ
の補助ポンプによりポンプ取扱液とは独立した循環液を
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ータ内な通過させ、前記前部
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
独立循環方式しかしながら、この方式の場合は補助ポン
プ、熱交換器およびこの熱交換器の冷却水用設備が必要
でポンプやその付帯設備が高価につき、冷却水を要する
分運転コストも高（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、保守点検が極めて面倒である。

また、前記各ポンプにおいては、ポンプ本体の外側に循
環バイブや熱交換器が配設されるため、これら循環バイ
ブや熱交換器とポンプ本体との接続部等ポンプ取扱液の
外部への漏洩を防ぐためのシール個所が多くなり、ポン
プの運搬、据え付は等の際に前記循環バイブや熱交換器
に万一外方が加わればポンプ本体との接続部の密封性が
損なわれるおそれがある等完全無漏洩構造のポンプとし
ては望ましいものではなく、さらにポンプ全体が嵩高と
なり、立体的な設置スペースが犬となる欠点がある。

一方、ポンプ吐出側のポンプ取扱液の一部をキャンドモ
ー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
ータ内を通過させ、リバース配管により吸込タンクのペ
ーパーゾーンへ戻して循環させるリバースサーキュレー
ション方式がある。

しかしながら、この方式では前記リバース配管の流路抵
抗が装置によって異なるため、キャンドモータポンプ単
体で予め循環流通を調整しておくことができず、装置に
取付けた後、前記リバース配管の途中に設けた弁等によ
り循環流量を調整せねばならず、配管設備が複雑で高価
につき、操作も極めて面倒であるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、前記入点に鑑みなされたもので、ゲランドレ
スポンプの回転軸に削穿された回転軸内通路を含む循環
系路な用い、ポンプ吐出側のポンプ取扱液の一部な補助
ポンプにて昇圧してモータ内を通過させてから前記ポン
プ吐出側へと戻して循環させることＫより、前記モータ
内のポンプ取扱液の圧力を前記ポンプ吐出側の圧力より
も高圧′　　に保ち、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場合でもポンプ取扱液の
キャビテーション発生な防いで軸受潤滑およびモータ冷
却を確実に行なわせると共にポンプ性能低下を阻止する
。また、前記循環系路の一部な前記回転軸内通路にて構
成するととＫより、シール個所が少なくなり、さらに循
環バイブな使用する場合でもこの循環バイブが極め【短
小となってポンプ全体がコンパクトとなり、完全無漏洩
構造のポンプとして好ましいゲランドレスポンプな提供
するものである。

〔発明の概要〕

本発明のゲランドレスポンプは、ポンプ部とモータ部と
からなるゲランドレスポンプにおいて、前記ポンプ部と
前記モータ部との間または前記モータ部の後端部に補助
ポンプな一体に構成し、前記ポンプ部と前記モータ部と
の間に回転軸の一部な略環状に包被する前部流体室を設
け、前記回転軸に一端が前記前部流体室に開口し他端が
前記モータ部の後端部に開口する回転軸内通路な前配回
転軸に削穿し、これら補助ポンプ、前部流体室および回
転軸内通路を含む循環系路を形成し、前記ポンプ部の吐
出側のポンプ取扱液の一部を前記補助ポンプにて昇圧し
て前記モータ部の一端部に流入させ、前記モータ部内を
通過させて前記モータ部の冷却と軸受の潤滑とな行なわ
せ、前記モータ部の他端部から前記ポンプ部の吐出側へ
と戻して循環させるものである。

〔発明の実施例〕

次に本発明をキャンドモータポンプに採用した場合の実
施例を矛２図に基づき説明する。

（２１ハキヤントモータポンプで、キャンドモータＱυ
と遠心ポンプ曽とを液密に結合した構成となっている。

キャンドモータＱυの固定子枠（２３には固定子（財）
が挿入固定されており、この固定子（ロ）の内周には固
定子キャン（ハ）が密着挿入されている。この固定子キ
ャン（ハ）の両端縁は固定子枠（ハ）の両端に形成され
た前部フランジ（イ）および後部フランジ（５）の内周
に液密に溶着されており、これにより固定子Ｑ４が密閉
されている。

また、固定子キャン（ハ）の内側には回転軸（支）に固
着され回転子キャン翰にて密閉された回転子−が設けら
れ【おり、この回転子（至）は、固定子キャン（ハ）と
回転子キャン１２９１との間に間隙Ｃ１１ｊ　ｋ介した
状態で固定子ｃ！４１に対向して配設されている。固定
子枠（ハ）の後部フランジ−には軸受箱を兼ねた端蓋０
４がガスケット關を介して液密に取着され、固定子枠（
２漕の前部フランジ（ホ）Ｋは軸受箱を兼ねたアダプタ
ｔ３４１がガスケット田す介して液密に取着されている
。

このアダプタ０滲に前部軸受間が、また、端蓋０榎に後
部軸受６でがそれぞれ装着され、両軸受Ｃ’ｆｉｌ　（
１７１にそれぞれスリーブ關ｐ！ｌおよびスラストカラ
（４（１（４１１を介して回転軸（至）が回動自在に支
架されている。

また、アダプタ（至）の他端面にはガスケット（４４す
介してポンプケーシング後壁体（ハ）が固着されており
、ポンプケーシングＩがポンプケーシング後壁体（４′
３の外周にガスケット（４５１す介して嵌合されると共
に、アダプタ（財）にガスケット（４６１を介して液密
に取着されている。

また、ポンプケーシングは内には回転軸−の先端部に取
着されたポンプ羽根車（４ηが配設されている。

ポンプケーシング後壁体（４３とアダプタ（財）間に補
助ポンプケーシング（４樽が形成され、この内部には回
転軸＠に取着された補助ポンプ羽根車（４１が配設され
ており、補助ポンプケーシング囮と補助ポンプ羽根車（
佃とにて補助ポンプ団が構成されている。

そして、アダプタ（財）の補助ポンプ６１＋１と前部軸
受て略環状忙包被する流体室５１１が形成されている。

回転軸（至）Ｋは一端が前記スリーブ（至）の通人（３
８ａ）を介して前部流体室５ηに開口し、他端がキャン
ドモータＱυの後端部、すなわち端蓋（至）の後部軸受
Ｃ１で後端側に形成された後部流体室５ｚに開口する回
転軸内通路６ｍが削穿されている。

また、ポンプケーシング後壁体（４１には一端がポンプ
（社）の渦室（２２，）外径部、すなわちポンプ吐出側
５４１に開口し、他端が補助ポンプーの吸込＠（至）に
開口する通路舗が削穿されており、アダプタＣＭＪＫは
一端が補助ポンプ団の吐出１１１５ηに開口し、他端が
前部軸受（至）の前端側と回転子前側室（至）、すなわ
ち前記キャンドモータ０Ｄの前端部に開口する通路５Ｉ
が削穿されており、端蓋０湯には一端が後部流体室１５
３に開口し、他端が回転子後側室ＩＸ１に開口する通路
旬が削穿されている。

さらに、アダプタＧ４１に削穿され一端が前部流体室６
υに他端がアダプター前端面のガスケット（４２とガス
ケット（４２間に開口する通路０と、ポンプケーシング
後壁体（４３に削穿され一端が通路１６７Ｊに連通し他
端がポンプケーシング後壁体（４〜外周面のガスケット
（４９とガスケット（４６）間に開口する通路−と、ポ
ンプケーシング（４４１に削穿され一端が前記通路ＥＬ
Ｋ連通し他端が前記ポンプ吐出側５４１に開口する通路
−とＫより、一端が前部流体室１５ηに開口し他端がポ
ンプ吐出側ｅ５４１に開口する通路−が形成されている
。

そして、ポンプ（２）と補助ポンプ６１間、補助ポンプ
備と前部流体室６０問および前部流体室Ｔ５１）と前部
軸受＋３６］間の回転部と静止部との間隙は、それぞれ
固定オリフィスｅｅ　ａｅｔｍとして作用するように極
めて狭小に形成されている。

そして、以上の構成によりポンプ吐出側（ロ）のポンプ
取扱液［Ｆ］ηの一部が通路（イ）から補助ポンプ（イ
）内に導入され、通路６Ｉを通り前部軸受（至）を潤滑
して、または直接に回転子前側室（至）に流入し、固定
子キャン（ハ）と回転子キャン翰との間隙ｒ３刀を通っ
て回転子後側室−に至り、後部軸受０ηを潤滑して、ま
たは通路１１ｊを通って前記後部流体室（！１２１に流
入し、回転軸内通路５３す経て前部流体室６υに至り、
通路（至）からポンプ吐出ｆＩｌ１５旬へと戻されて循
環される循環系路−が形成されている。

−はポンプ吸込側である。

次にこの実施例の作用について説明する。

キャンドモータポンプ（イ）を運転すると、ポンプ羽根
車（４Ｄにて付勢されてポンプ吸込圧Ｐ。からポンプ吐
出圧Ｐ、に昇圧されたポンプ取扱液６ηの一部がポンプ
吐出側５４１から通路ωを通って補助ポンプ槌の吸込（
［１１＠に導入される。そして、補助ポンプ羽根車（４
１により再び付勢されて補助ポンプ吐出圧Ｐ２に昇圧さ
れ、通路６）（Ｊを通って一部は前部軸受■を潤滑して
、また残りは直接に回転子後側室槌、すなわちキャンド
モータ０１の前端部に流入される。

このキャンドモータＱ１Ｊの前端部に流入されたポンプ
取扱液■は、固定子キャン（ハ）と回転子牛ャン翰との
間隙６υを通って固定子（至）と回転子（至）とを冷却
し回転子前側室輪に至り、その稜、一部は後部軸受０？
）を潤滑して、また残りは通路６υを通って後部流体室
６３、すなわちキャンドモータＱ１１の後端部に至る。

そして、回転軸内通路（ト）を経て前部流体室５１）に
流入し、通路−からポンプ吐出側５４へと戻されて循環
系路（財）を循環される。

このようにキャンドモータ０υ内な流れるポンプ取扱液
６ηは、両軸受０６１６ηな潤滑し固定子（財）と回転
子（至）とを冷却することによって昇温されるが、その
圧力は補助ポンプ吐出圧Ｐ２とポンプ吐出圧Ｐ。

との間にあり、ポンプ吐出圧Ｐ、よりは高圧力となる。

従って、キャンドモータＣＤ内におけるキャビテーショ
ン発生のおそれはなく、両軸受Ｃ１６１＠の潤滑とキャ
ンドモータ（財）の冷却が確実に行なわれる。

また、キャンドモータ０υ内な通過したポンプ取扱液Ｉ
ηは充分高圧である上、ポンプ吸込＠−ではなくポンプ
吐出側６荀へと戻されるのでポンプ（社）内においても
キャビテーションな起こすおそれはなく、ポンプ（社）
が騒音、振動な発生して性能低下をきたしたり、揚液不
能になることはない。

さらＫ、この実施例の構成によれば、前記牙１図に示す
標準構造のキャンドモータポンプや独立循環方式のキャ
ンドモータポンプのように１ポンプ本体の外側忙配設さ
れる循環パイプや熱交換器がないので、ポンプ取扱液ｅ
’ｎの外部への漏洩を防ぐためのシール部分がより少な
くなり、ポンプの運搬、据え付は時等の不注意な取扱い
により前記循環パイプや熱交換器とポンプ本体との接続
部の密封性が損われるおそれもなく、ポンプ全体が小さ
くなって立体的な設置スペースも小さくてすみ、また前
記リバースサーキュレーション方式のキャンドモータポ
ンプのようにリバース配管や面倒な操作を必要とせず、
完全無漏洩構造として好ましいキャンドモータポンプが
得られる。

なお、前記実施例における補助ポンプ５Ｇと前部流体室
＋５１１の関係位置な牙３図に示すように並び換えても
同様の効果な呈することは勿論である。

また、前記矛２図に示す構造における通路５Ｉおよび通
路−に代えて１．ｌ−４図に示すように、一端が補助ポ
ンプｆＡＩＣ開口し他端が前部流体室６ηに開口する通
路σ〔と、一端がキャンドモータＱυの前端部に開口し
他端がポンプ吐出側（ロ）Ｋ開口する通路σηとを設け
た構造とすることもできる。そして、ポンプ吐出ａ−の
ポンプ取扱液−の一部を通路−から補助ポンプ団へ導入
して昇圧し、通路（ｉｌｌを通って前部流体室６υへ流
入し、回転軸内通路ａな経て後部流体室６２、すなわち
キャンドモータＱυの後端部に流入し、後部軸受０η、
固定子牛ャン凶と回転子キャン囚との間隙６υ、前部軸
受圓というようにキャンドモータＣ！υ内を通過してキ
ャンドモータ（２１）の前端部に至り、通路σηからポ
ンプ吐出＠（財）へと戻して循環させるように循環系路
−を形成してもよい。

あるいは牙５図に示すように、補助ポンプ６Ｉをキャン
ドモータ０υの後端部に設けた構造とし、ポンプ吐出ｇ
＠（財）のポンプ取扱液−の一部な通路−から前部流体
室５υおよび回転軸内通路（へ）を経て補助ポンプ６Ｉ
へ導入して昇圧し、−ｍは後部軸受０１を潤滑して、ま
た残りは通路６４を経て回転子後側室−１すなわちキャ
ンドモータ（２１）の後端部に流入し、固定子キャン（
ハ）と回転子キャン翰との間隙６υを通過して回転子後
側室団から一部は前部軸受圓な潤滑して通路υ４を通り
、また残りは直接通路σａｌｔ通つてキャンドモータ（
２Ｄの前端部からポンプ吐出側（ロ）へと戻して循環さ
せる循環系路−を形成してもよい。

特に後者は場合は補助ポンプ■がキャンドモータ（２１
）の後端部に配設されるため、補助ポンプ団の組立、調
整がポンプ（２）とは独立して行なえるので極めて容易
であり、またアダプタ（２）を不要にしてキャンドモー
タポンプ翰なよりコンパクトに構成することができる。

しかし両者ともポンプ取扱液１７１は回転軸内通路（５
３１を通った後にキャンドモータ（２１）内な流れて両
軸受（至）ｃＳｎの潤滑とキャンドモータＱυの冷却と
な行なうので、キャンドモータ■υ内の圧力はポンプ吐
出ｌｉｌ　６４よりは高いものの、前記牙２図および才
３図に示す構成のように、ポンプ取扱液６ηがキャンド
モータ０υ内を流れて両軸受ｔ３６１ｏでの潤滑とキャ
ンドモータ（２１）の冷却とを行なった後に回転軸内通
路５３１を通過する循環系路［Ｆ］稀の場合に比べて低
くなり、その分キャンドモータ０９内のポンプ取扱深い
りがキャビテーションを発生し易くなる。このため、特
に蒸気圧の高いポンプ取扱液１７）や沸点に極めて近い
温度で運転されるポンプ取扱液（財）においては、前記
１・２図および１８図に示す循環系路１６１Ｓな採用し
た方が好ましい。

また、前記各実施例においては循環系路の通路を全てキ
ャンドモータポンプ翰本体内圧形成したが、回転軸内通
路（５３１以外の通路を短小の循環バイブで構成するこ
とも可能である。例えば前記矛２図に示す構成のものに
おいて、矛６図に示すように、通路（へ）に代えてポン
プ吐出側−と前部流体室６υとを短小の循環バイブυａ
で連通ずれば、この循環パイプσ荀とキャンドモータポ
ンプ翰本体との接続部がポンプ取扱液６？）の外部への
漏洩を防ぐためのシール個所として増えるが、前記才２
図のように複数の通路ｆｉ２１　（６３１（財）を連接
して１つの通路−な形成するのに比べて製作が極めて容
易となる。また、前記才１図に示す標準構造のキャンド
モータポンプに比べて、循環バイブｒｒ４が極めて短小
でポンプ本体の外側へ大きく突出することがないため、
ポンプ全体がコンパクトとなる上、ポンプの運搬、据え
付は時等の取扱いにより前記循環バイブｆｆ４）の接続
部の密封性が損われるおそれがほとんどなくなる。

なお、ポンプ取扱液（財）の両軸受（３６１Ｃ（ηに対
する潤滑特性がよくない場合には、前記牙４図に示すよ
うに両軸受ｃ！ＥＩ（３ηのそれぞれの両端部を連通ず
る通路、例えば前記才２図における通路６１）等をなく
して両軸受＠（９）の内周面に縦溝やらせん状溝な削設
し、循環するポンプ取扱液但ηの全てが両軸受（至）（
９）を通過するように構成すれば、両軸受０６１６ηの
潤滑流量を増やして異常摩耗や焼き付けな防ぎ、その寿
命を増延することができる。

以上、本発明なキャンドモータポンプに採用した実施例
につき説明したが、前記キャンドモータポンプの固定子
キャンおよび回転子キャンな取除いてモータの固定子な
もポンプ取扱液に侵した構造のウェット式モータポンプ
にも採用でき、同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明のゲランドレスポンプによれば、ポンプ部とモー
タ部とからなるゲランドレスポンプにおいて、前記ポン
プ部と前記モータ部との間または前記モータ部の後端部
に補助ポンプな一体に構成し、前記ポンプ部と前記モー
タ部との間に回転軸の一部な略環状に包被する前部流体
室を設け、前記回転軸に一端が前記前部流体室に開口し
他端が前記モータ部の後端部に開口する回転軸内通路な
開穿し、これら補助ポンプ、前部流体室および回転軸内
通路を含む循環系路を形成し、前記ポンプ部のポンプ取
扱液の一部な前記補助ポンプにて昇圧して前記モータ部
の一端部に流入させ、前記モータ部内な通過させて前記
モータ部の冷却と軸受の潤滑とな行なわせ、前記モータ
部の他端部から前記ポンプ部の吐出側へと戻して循環さ
せるため、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圧適したゲランドレスポンプ
が得られ、従来の標準構造のゲランドレスポンプに比べ
て循環パイプを不要に、または極めて短小のものにでき
、ポンプ全体がコンパクトとできる。さらに、運搬、据
え付は時等の不注意な取扱いにより密封性が損われるお
それも減少でき、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、または独立循環方式における
熱交換器や冷却水用設備等が不要で廉価につき、操作、
保守管理も簡単ですみ、実用価値の極めて高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

牙１図は従来のゲランドレスポンプの断面図、才２図は
本発明のゲランドレスポンプの一実施例を示す断面図、
才８図ないし２６図はそれぞれ本発明の他の実施例な示
すもので、牙３図は要部の断面図、２１４図ないし矛６
図は全体の断面図である。 （財）＠１モータ部としてのキャンドモータ、曽・争ポ
ンプ部としての遠心ポンプ、（至）・・回転軸、（ト）
０η・Φ軸受、６〔・・補助ポンプ、６刀拳・前部流体
室、５３・・回転軸内通路、ｆｆｌ　（５１Ｍσ謙・拳
通路、（財）ｅ・取扱液。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ポンプ部とモータ部とからなるゲランドレス
   ポンプにおいて、前記ポンプ部と前記モータ部との間ま
   たは前記モータ部の後端部に補助ポンプな一体に構成し
   、前記ポンプ部と前記モータ部との間に回転軸の一部な
   環状に包被する前部流体室な設け、前記回転軸に一端が
   前記前部流体室に開口し他端が前記モータ部の後端部に
   開口する回転軸内通路を削穿し、これら補助ポンプ、前
   部流体室および回転軸内通路を含む循環系路を形成し、
   前記ポンプ部のポンプ取扱液の一部な前記補助ポンプに
   て昇圧して前記モータ部の一端部に流入させ、前記モー
   タ部内な通過させて前記モータ部の冷却と軸受の潤滑と
   を行なわせ、前記モータ部の他端部から前記ポンプ部の
   吐出側へと戻して循環させることな特徴とするゲランド
   レスポンプ。
2. （２）補助ポンプをポンプ部とモータ部との間に一体に
   構成し、一端が前記ポンプ部の吐出側に開口し他端が前
   記補助ポンプの吸込側に開口する通路と、一端が前記補
   助ポンプの吸込側に開口し他端が前記モータ部の前端部
   に開口する通路と、一端が前部流体室に開口し他端が前
   記ポンプ部の吐出側に開口する通路とを設け、前記各通
   路と前記補助ポンプ、回転軸内通路、前記モータ部内お
   よび前記前部流体室とＫより循環系路な形成したことを
   特徴とする特許請求の範囲矛１項記載のゲランドレスポ
   ンプ。
3. （３）　　補助ポンプなモータ部の後端部に一体に構成
   し、この補助ポンプの吸込側と前部流体室とを回転軸内
   通路にて連通し、一端がポンプ部の吐出側圧開口し他端
   が前記前部流体室に開口する通路と、一端が前記モータ
   部の前端部に開口し他端が前記ポンプ部の吐出側に開口
   する通路とを設け、前記２つの通路と前記補助ポンプ、
   前記回転軸内通路、前記モータ部内および前記前部流体
   室とＫより循環系路を形成したことを特徴とする特許請
   求の範囲、１′ｙ１項記載のゲランドレスポンプ。