JPS6213516B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、キヤンドモータポンプに関するも
のであり、特に蒸気化し易いポンプ取扱液の一部
を補助ポンプを介して前部ロータ室から前部ベア
リング、ロータ・ステータ間、後部ベアリングお
よび後部ロータ室を順次流過して循環管によりポ
ンプの吐出管へ円滑に環流するポンプ取扱液の循
環方法の改良に関するものである。

一般に、比較的蒸気化し易い液を取扱うキヤン
ドモータポンプにおいては、循環液はモータ部内
を出ると直ちに気化するため、例えばキヤンドモ
ータの前部ロータ室にポンプ取扱液の一部を導入
する場合、後部ロータ室へ案内された液は蒸気化
し易くなることから、この液を主ポンプの吐出側
に還流しないで、後部ロータ室と液供給タンクの
ベーパーゾーンとを配管により連通接続して蒸気
化した液を移送する手段が取られるが（これを一
般的にリバースサーキユレーシヨン方式とい
う）、この場合、ポンプ設置位置から液供給タン
クまで長大な配管設備となり、配管作業が面倒と
なると共に設備コストも増大する。

出願人は、既にこの種のキヤンドモータポンプ
において、第６図に示すように、主ポンプの吐出
管１８の一側部とモータ部の後部ロータ室１２と
を循環チユーブ１４Ｂを介して連通し、前部ロー
タ室１３と主ポンプ室１との間に補助ポンプ室１
５を設け、前記補助ポンプ室１５と主ポンプの吐
出管１８とを循環チユーブ１４Ａを介して連通
し、ポンプ取扱液の一部を後部ロータ室１２、後
部ベアリング８、ロータ・ステータ間、前部ベア
リング６および前部ロータ室１３を順次流過して
補助ポンプの作用により主ポンプの吐出管１８へ
環流させるよう構成したポンプを提案し特許第
782368号（特公昭49−37922号）として特許を得
た。

すなわち、前記特許発明のポンプによれば、循
環チユーブ１４Ａ，１４Ｂが夫々主ポンプの吐出
管１８に接続配置され、補助インペラ１６の昇圧
作用によつてポンプ取扱液の循環系統内には常に
新しい液が流入しながら環流するので、モータ部
の冷却並びに潤滑効果が高められ、しかも発熱部
分を冷却することによつて温度上昇した循還液は
圧力の高い部分（吐出口）に環流するので蒸気し
にくくなり、循環液のガス化防止と滞留による変
質防止とを有効に達成することができるものであ
る。

しかしながら、前述の特許発明のポンプにおい
ては、前部ベアリングFBおよび後部ベアリング
RBでの循環液のガス化防止が達成されるが、こ
の種従来ポンプの構成によれば、ポンプ系内を循
環する液はその蒸気圧特性に対し第１図に示すよ
うな圧力分布状態となる。すなわち、第１図にお
いて、循環液の圧力は蒸気圧特性曲線Ｖに対し液
相側に分布し、ポンプ吸込口Ａ（この場合、ポン
プ吸込圧は便宜上曲線Ｖ上に設定したが、実際の
ポンプ運転時における吸込圧は液相側に位置す
る。）→ポンプ吐出口Ｂ→循環チユーブＣ（この
場合、実際にはチユーブ内で若干の圧力降下があ
る）→後部ロータ室Ｄ→前部ロータ室Ｅ→補助ポ
ンプ室Ｆ（この場合、実際には室内の圧力が主ポ
ンプの吐出圧より若干高くなる）→ポンプ吐出口
Ｂと圧力変化し、この結果特に前部ロータ室Ｅ内
の前部ベアリングFBが比較的圧力レベルの低い
環境下に置かれてドライに曝され易くなる。な
お、この場合における液の循環系内の各構成部材
の位置と対応させた詳細な圧力分布を示せば、第
７図の通りである（この場合、第７図において横
軸は第６図に示すポンプ構成の軸方向距離を示
す。） そこで、本発明者は、前述した従来のキヤンド
モータポンプの問題点を全て克服すべく種々検討
を重ねた結果、ポンプ部の吐出側からポンプ取扱
液の一部を補助ポンプ室へ効率よく取出し、これ
を補助インペラにより適正な圧力まで昇圧し、こ
の昇圧した液をキヤンドモータ内部へ特別な流路
設計を行うことなく一定方向に流すことにより、
ポンプ取扱液の円滑な循環と共に前後部のベアリ
ングの適正な潤滑を行い、しかもキヤビテーシヨ
ン等の発生を確実に防止し得るキヤンドモータポ
ンプの開発に成功した。

すなわち、ポンプ部とモータ部とをアダプタを
介して接続してキヤンドモータポンプを構成し、
モー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この補助ポンプ室内部に後
部ロータ室側へ送液を行う補助インペラを配置
し、しかもこの補助インペラをモータ軸に装着
し、一方アダプタにはポンプ部の例えばインペラ
背面側よりポンプ取扱液の一部を取出してこれを
補助ポンプ室へ案内するための通液路を穿孔し、
さらにモータ部の後部ロータ室とポンプ室の吐出
管とを循環管で連通し、前記補助インペラによる
取扱液の圧力を適正に行うことにより、前部ロー
タ室は、常にポンプ吐出圧以上の圧力が保持さ
れ、前記特許発明のポンプではドライに曝されや
すい前部ベアリングに安定した潤滑が得られる。
また通液路がアダプタ内部に設けられるため液の
漏出が防止され、しかもキヤンドモータ部の液の
ガス化防止と滞留による変質防止が達成されるた
め蒸気圧の高い液の取扱いも容易となる。さら
に、一般的なキヤンドモータポンプの基本構成の
まま補助インペラを設置することが可能であり、
キヤンドモータ内部に形成されるポンプ取扱液の
循環系も複雑とならないため、液流を確保するた
めの流路設計も極めて容易である等、実用化に適
する条件を充分備えている。

従つて、本発明の目的は、蒸気化し易い液、例
えば液化ガス等を取扱うキヤンドモータポンプに
おいて、キヤンドモータ内部へのポンプ取扱液の
円滑な流入とその昇圧とを容易に達成し、循環流
を適正に保持することができる流路設計が簡単で
操作の容易なキヤンドモータポンプのキヤンドモ
ータ部におけるポンプ取扱液の循環方法を提供す
るにある。

前記の目的を達成するため、本発明において
は、ポンプ部とキヤンドモータ部とからなり、キ
ヤンドモータ部のポンプ部側に位置する前部ロー
タ室を画成する前部ベアリングハウジングに隣接
して補助ポンプ室を設け、この補助ポンプ室とポ
ンプ部の吐出側とを連通する通液路を設け、一方
後部ベアリングハウジングで画成された後部ロー
タ室とポンプ部の吐出管とを循環管により連通接
続し、前記前部ベアリングハウジングと後部ベア
リングハウジングにそれぞれベアリングハウジン
グへの潤滑流に対するバイパスを形成する液通孔
を設け、前記補助ポンプ室内に設けたロータ軸に
軸着される補助インペラにより、所定の吐出圧を
有するポンプ取扱液の一部を前記前部ベアリング
ハウジングに設けた液通孔を通つて前部ロータ室
へ昇圧して案内し、次いで前部ロータ室からロー
タ・ステータ間を通つて後部ロータ室および後部
ベアリングに対し蒸気化しない圧力条件下に液の
圧送を行い、さらに後部ロータ室より前記循環管
を通つてポンプ部の吐出側へその吐出圧と略等し
い圧力で送液を行うことを特徴とする。

次に、本発明に係るポンプ取扱液の循環方法を
実施するキヤ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。

第２図において、参照符号１０はポンプ部、１
２はキヤンドモータ部を示し、ポンプ部１０とモ
ータ部１２とはアダプタ１４により夫々互換性を
もたせて接続されている。

ポンプ部１０には、インペラ１６を設けたポン
プ室１８内に連通する吸込管部２０と吐出管部２
２とを備え、前部インペラ１６はモータ部１２の
ロータ軸２４の延長端部に取付けられている。一
方、モータ部１２はステータ組立２６とロータ組
立２８とからなり、ロータ軸２４は夫々前部ベア
リング３０と後部ベアリング３２とにより支承さ
れ、ロータ組立２８の流端部に夫々前部ロータ室
３４と後部ロータ室３６とが形成されている。な
お、前部ロータ室３４および後部ロータ室３６
は、それぞれ前部ベアリング３０および後部ベア
リング３２を支持する前部ベアリングハウジング
６０および後部ベアリングハウジング６２によつ
て画成され、前記各ベアリングハウジング６０，
６２にはそれぞれ前部ベアリング３０および後部
ベアリング３２への潤滑流に対するバイパスを形
成するための液通孔６４，６６が設けられる。し
かるに、前部ロータ室３４とアダプタ１４との接
合部には補助ポンプ室３８を画設し、この補助ポ
ンプ３８内に補助インペラ４０を配設してこれを
ロータ軸２４に固定する。従つて、アダプタ１４
には前記補助ポンプ室３８へポンプ部１０の取扱
液の一部を案内するための液通路４２を穿設す
る。この場合、液通路４２の一端部はポンプ室１
８内のインペラ１６の背面側に開口すると共に他
端部は補助ポンプ室３８内の補助インペラ４０の
吸込側に開口する。さらに、後部ロータ室３６の
一部から循環管４４を導出してこれをポンプ部１
０の吐出管部２２に連通接続する。

このように構成した本実施例に係るキヤンドモ
ータポンプによれば、ポンプ部１０に吸込まれた
取扱液の一部はインペラ１６の背面側に開口した
液通路４２を介して補助ポンプ室３８内に導入さ
れ、前部ロータ室３４内の前部ベアリング３０を
潤滑し、次いでステータ２６とロータ２８との間
隙を通つてモータ部１２を冷却し、その後後部ロ
ータ室３６内に案内されて後部ベアリング３２を
潤滑して循環管４４を経てポンプ部１０の吐出管
部２２に環流する。従つて、本発明によれば、補
助ポンプ室３８の吸込口側に連通する液通路４２
はポンプ部１０の比較的液圧の高い部分に開口し
ているため、液通路４２内における液の蒸気化が
防止され、さらに補助インペラ４０により加圧さ
れる。この結果、キランドモータ部１２内および
循環管４４内を流過する液のガス化が防止され、
モータ部１２内の冷却と潤滑効率とを向上するこ
とができる。特に、第２図に示す実施例のキヤン
ドモータポンプは、未だ充分に静圧となつていな
い液を循環液として取出すものであるが、液通路
４２はアダプタ１４の内部に穿設され外部配管と
しないので、液漏れを確実に防止することができ
る。なお、アダプタ１４とポンプ室１８とを貫通
するロータ軸２４の軸貫通孔にはシールリングを
施して軸封し、液通路４２内の循環液がインペラ
１６内へ漏出しないよう構成する。

第３図は、本発明方法を実施するキヤンドモー
タポンプの別の実施例を示すもので、ポンプ部１
０とキヤンドモータ部１２との内部構造および接
続構成等については、第２図に示すキヤンドモー
タポンプの実施例と略同一である。しかるに、本
実施例においては、ポンプ部１０と補助ポンプ室
３８とを連通接続する液通路４２を、ポンプ部１
０の吐出管部２２から導出した外部導管４６と、
この外部導管４６と連通して補助ポンプ室３８内
に設けた補助インペラ４０の吸込口側に連通する
アダプタ１４内部を貫通する通孔４８とから構成
し、さらにキヤンドモータ部１２の後部ロータ室
３６より導出する循環管４４をポンプ部１０に連
結される吐出管５０の一部に接続したものであ
る。なお、本実施例のキヤンドモータポンプにお
いては、補助ポンプ室３８へ取扱液の一部を導入
するために配設した外部導管４６の導出口となる
ポンプ部１０の吐出管部２２の内周面にフイルタ
５２を装着することが容易となる。なお、本実施
例においても、前記実施例と同様に、アダプタ１
４とポンプ室１８とを貫通するロータ軸２４の軸
貫通孔にシールリングを施して、通孔４８内の循
環液がインペラ１６内へ漏出しないよう構成す
る。

本実施例に依るキヤンドモータポンプも、前記
実施例と同様に、ポンプ部に吸込まれた取扱液の
一部は吐出管部２２に開口した導管４６および通
孔４８を介して補助ポンプ室３８内に導入され、
前部ロータ室３４内の前部ベアリング３０を潤滑
し、次いでステータ２６とロータ２８との間隙を
通つてモータ部１２を冷却し、その後後部ロータ
室３６内に案内されて後部ベアリング３２を潤滑
して循環管４４を経てポンプ部１０の吐出管部２
２に連結された吐出管５０に環流する。従つて、
本実施例においても、補助ポンプ室３８の吸込口
側におけるキヤビテーシヨンの発生を防止し、モ
ータ部１２内の有効な冷却と潤滑とを達成するこ
とができる。特に、本実施例におけるキヤンドモ
ータポンプでは、外部導管４６を使用するため液
封の点で第２図に示す実施例よりも若干不利であ
るが、導管４６内へ導入する液は充分静圧となつ
ているため、補助ポンプによる液の循環が極めて
円滑に達成される。

前述した本発明方法を実施するキヤンドモータ
ポンプの特性は、第４図に示す循環液の圧力分布
特性曲線から一層明らかとなるであろう。

すなわち、第４図において、ポンプ部１０の吸
込圧Ａはその吐出管部２２において吐出圧Ｂに上
昇し、この吐出圧Ｂの吐出液の一部は通路４２
（４６）を介して補助ポンプ室３８に供給され、
補助インペラ４０で昇圧されて吐出圧Ｃとなり、
前部ベアリング３０を潤滑しながら（斜線部分
）、前部ロータ室３４内へ導入される。この前
部ロータ室３４内の循環液の一部は、ロータ・ス
テータ間を経て後部ロータ室３６内へ環流し、し
かも温度上昇を伴いながら降圧して後部ベアリン
グ３２を潤滑し（斜線部分）、ポンプ部１０の
吐出圧Ｂまで低下し、循環管４４を介して吐出管
部２２へ環流される。従つて、第４図からも明ら
かなように、循環液の圧力分布は気相部分から充
分離間した液相部分に存在するため、本発明方法
を実施するキヤンドモータポンプは、蒸気し易い
液の取扱いに適し、キヤンドモータ内部へ液の循
環を行うために配置した補助ポンプ室に対しポン
プ部より蒸気化しない好適な圧力条件下に液の供
給を行うことができ、極めて汎用性に富んだもの
となる。

一方、本発明方法を実施するキヤンドモータポ
ンプにおける取扱液の循環系内での圧力分布特性
を第３図に示すキヤンドモータポンプの構造と対
比させて示せば第５図に示す通りである（この場
合、第５図において横軸は第３図に示すポンプ構
成の軸方向距離を示す）。

すなわち、本発明によれば、第６図および第７
図に示す従来のキヤンドモータポンプの構造およ
びその特性と比べて、ポンプ部１０の吐出管部２
２（）における所定の吐出圧を有する取扱液の
一部を補助インペラ４０（，）によりさらに
昇圧してモータロータ室内へ供給し、ポンプ吐出
圧より高圧に保持された状態（）で取扱液を循
環管４４を介して吐出管部２２（）へ円滑に循
環させることができることが容易に理解できる。

従つて、本発明方法を実施するキヤンドモータ
ポンプは、蒸気化し易い液の取扱いに際し、キヤ
ンドモータ内部に流入するポンプ取扱液の一部は
常に一定方向に流れるよう構成されているため、
各流路部において特別の流路設計を行う必要がな
く、液の昇圧とベアリングの潤滑並びにモータ部
の冷却を有効に達成することができる。また、本
発明方法を実施するキヤンドモータポンプにおい
ては、モータ部とポンプ部とをアダプタを介して
接続する構成としたため、モータ部におけるポン
プ取扱液の循環系の一部をこのアダプタを利用し
て簡便に構成することができると共にポンプ部の
吸込側に対する液漏れの調整も簡便に達成するこ
とができる等実用化に適する優れた利点を多数具
備している。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のキヤンドモータポンプにおける
循環液の圧力分布特性曲線図、第２図は本発明方
法を実施するキヤンドモータポンプの一実施例を
示す要部断面側面図、第３図は別のキヤンドモー
タポンプの実施例を示す要部断面側面図、第４図
は本発明方法を実施するキヤンドモータポンプに
おける循環液の圧力分布特性曲線図、第５図は第
３図に示すキヤンドモータポンプの取扱液の循環
系内における圧力分布特性曲線図、第６図は従来
のキヤンドモータポンプの要部断面側面図、第７
図は第６図に示すキヤンドモータポンプの取扱液
の循環系内における圧力分布特性曲線図である。 １０……ポンプ部、１２……キヤンドモータ
部、１４……アダプタ、１６……インペラ、１８
……ポンプ室、２０……吸込管部、２２……吐出
管部、２４……ロータ軸、２６……ステータ組
立、２８……ロータ組立、３０……前部ベアリン
グ、３２……後部ベアリング、３４……前部ロー
タ室、３６……後部ロータ室、３８……補助ポン
プ室、４０……補助インペラ、４２……液通路、
４４……循環管、４６……外部導管、４８……通
孔、５０……吐出管、５２……フイルタ、６０…
…前部ベアリングハウジング、６２……後部ベア
リングハウジング、６４，６６……液通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプ部とキヤンドモータ部とからなり、キ
   ヤンドモータ部のポンプ部側に位置する前部ロー
   タ室を画成する前部ベアリングハウジングに隣接
   して補助ポンプ室を設け、この補助ポンプ室とポ
   ンプ部の吐出側とを連通する通液路を設け、一方
   後部ベアリングハウジングで画成された後部ロー
   タ室とポンプ部の吐出管とを循環管により連通接
   続し、前記前部ベアリングハウジングと後部ベア
   リングハウジングにそれぞれベアリングへの潤滑
   流に対するバイパスを形成する液通孔を設け、前
   記補助ポンプ室内に設けたロータ軸に軸着される
   補助インペラにより、所定の吐出圧を有するポン
   プ取扱液の一部を前記前部ベアリングハウジング
   に設けた液通孔を通つて前部ロータ室へ昇圧して
   案内し、次いで前部ロータ室からロータ・スター
   タ間を通つて後部ロータ室および後部ベアリング
   に対し蒸気化しない圧力条件下に液の圧送を行
   い、さらに後部ロータ室より前記循環管を通つて
   ポンプ部の吐出側へその吐出圧と略等しい圧力で
   送液を行うことを特徴とする蒸気化し易い液を取
   扱うキヤンドモータポンプのキヤンドモータ部に
   おけるポンプ取扱液の循環方法。