WO2020175508A1 - ポンプ - Google Patents

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WO2020175508A1
WO2020175508A1 PCT/JP2020/007589 JP2020007589W WO2020175508A1 WO 2020175508 A1 WO2020175508 A1 WO 2020175508A1 JP 2020007589 W JP2020007589 W JP 2020007589W WO 2020175508 A1 WO2020175508 A1 WO 2020175508A1
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pump
peripheral surface
shaft
production pipe
stator
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PCT/JP2020/007589
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Inventor
公彦 光田
修平 佐々木
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a pump.
  • the regress type pump has a tubular production pipe, a motor stator arranged inside the lower part of the production pipe, and an inner element accommodated inside the production pipe. With the production pipe, the motor stator, and the electric wires connected to the motor stator remaining, the inner element with multiple pump bodies and motor stators can be pulled out to the ground.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 4 _ 1 2 4 4 7 8
  • an object of the present invention is to provide a pump capable of reducing the outer diameter of the inner element.
  • a plurality of pump bodies for pumping underground liquid to the ground, extending in the vertical direction, the plurality of pump bodies described above in the vertical direction.
  • a pump shaft disposed in the pump shaft, a motor shaft connected to one end of the pump shaft and extending in the vertical direction, a magnetic component provided on an outer peripheral surface of the motor shaft, and a tubular shape for accommodating the plurality of pump bodies.
  • An inner element having a pump stator extending in the same direction as the above-mentioned pump shaft, and a tubular shape extending in the vertical direction, accommodating the inner element inside, and a production pipe supporting the inner element,
  • a motor station which is disposed below the production pipe and constitutes an electric motor together with the magnetic component, is provided, and a cylindrical gap is formed between the production pipe and the pump stator.
  • the pump stator has a tubular pump casing that surrounds the plurality of pump main bodies, and the pump casing has a penetrating portion that radially penetrates the pump casing and communicates with the gap. The penetrating portion is formed in a portion of the pump casing that faces the pump main body located at an intermediate stage of the plurality of pump main bodies in the radial direction.
  • a portion of the pump casing which is located at an intermediate stage of the plurality of pump bodies and which faces the pump body in the radial direction, penetrates the pump casing in the radial direction, and the production pipe and the pump stator.
  • the pump stator includes a ring-shaped fitting member that is provided at an upper end of the pump casing and that is fitted to an inner peripheral surface of the production pipe.
  • a first sealing member for circumferentially sealing a space between an outer peripheral surface of the fitting member and an inner peripheral surface of the production pipe; and a position below the position where the penetrating portion is formed,
  • a second seal member which is arranged above a position supporting the inner element and seals between an outer peripheral surface of the pump stator and an inner peripheral surface of the production pipe in a circumferential direction, may be provided. ..
  • the second seal member configured as described above, the low-pressure liquid that has passed the position where the production pipe supports the inner element (the liquid before it has passed through the multiple pump bodies) has the second seal. It is possible to suppress the movement to the gap located above the member.
  • the first seal member and the second seal member are partitioned in the vertical direction, and it is possible to hermetically seal the gap into which the liquid at the intermediate pressure flows, so that the inside and outside of the pump casing are It is possible to maintain a small pressure difference between the two.
  • the first and second seal members may be O-rings.
  • the first sealing member covers the outer peripheral surface of the fitting member, a resin liner abutted Ru on an inner peripheral surface of the production tubing Yes
  • the second seal member may be a ring ⁇ 0 2020/175508 4 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • the outer diameter of the inner element can be reduced.
  • Fig. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a pump according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is an enlarged vertical sectional view of a portion surrounded by a region 8 in the pump shown in Fig. 1.
  • Fig. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of the portion surrounded by the region of the pump shown in Fig. 1.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view of the structure shown in Fig. 2 taken along line 0 1 -mouth 2 .
  • FIG. 6 is a perspective view of the spacer member shown in FIG. 2.
  • FIG. 7 is a perspective view showing another example of the spacer member.
  • Fig. 8 is an enlarged vertical sectional view of a portion surrounded by a region ⁇ in the pump shown in Fig. 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining another example of the first seal member.
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a main part of a pump including a fluorine-based resin member.
  • FIGS. 1 to 9 A pump 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
  • ⁇ ! The central axis of the production tubing 1 1 is that (hereinafter, referred to as "central axis ⁇ ! Will leave), ⁇ 2 inner element 1 6 center axis (hereinafter, "the central axis ⁇ 2" ⁇ 0 2020/175508 5 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • the direction indicates the vertical direction.
  • FIG. 1 also shows a drill pipe 5 which is not a component of the pump 10. 1 to 9, the same components are designated by the same reference numerals.
  • the arrows shown in Figures 1, 3, and 8 indicate the direction in which liquids (eg, water, crude oil, etc.) pumped from underground flow.
  • the pump 10 is housed inside the excavation pipe 5 having a cylindrical shape.
  • the excavation pipe 5 has a tubular portion 6 extending in the direction, and a ring-shaped support portion 7 projecting radially inward from the inner peripheral surface of the lower end portion of the tubular portion 6.
  • the pump 10 has a production pipe 11, a radial bearing 13, a motor stator 14 and an inner element 16.
  • the production pipe 11 has a tubular shape and extends in the direction.
  • the production pipe 11 has a tubular portion 21, a support portion 22 and a motor stator housing portion 23.
  • the tubular portion 21 extends in the direction, and the support portion 22 that constitutes the upper side of the production pipe 11 has a ring shape, and the tubular portion 21 and the motor stator housing It is provided between the parts 2 and 3.
  • the support portion 22 connects the cylindrical portion 21 and the motor stay housing portion 23.
  • the support portion 22 has a shape expanded in the direction from the tubular portion 21 to the motor station accommodating portion 23 (direction from the upper end to the lower end of the production pipe 11).
  • support 2 2 has a first inclined surface 2 2 3 arranged inside, and arranged inclined surface 2 2 spoon outwardly (drilling pipe 5 side), the.
  • the first sloping surface 2 2 3 is centered along the direction from the upper end to the lower end of the production pipe 11! It is inclined in the direction toward.
  • the first inclined surface 2 23 is a ring-shaped inclined surface.
  • the sloping surface 22 is inclined in the direction toward the excavation pipe 5 with respect to the direction from the upper end to the lower end of the production pipe 11.
  • Slope 2 2 is a ring-shaped slope
  • the motor stator accommodating portion 23 has a tubular shape and extends in the direction. ⁇ 0 2020/175 508 6 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • a ring-shaped accommodation space 23 8 is formed inside the motor stator accommodation portion 23.
  • the lower end of the motor stator housing portion 23 is supported by the upper surface 73 of the support portion 7.
  • the radial bearings 13 are arranged at the upper end and the lower end of the accommodation space 23.
  • the motor stator 14 is fixed to the inner peripheral surface 2 3 3 of the motor stator accommodating portion 2 3 which defines the outer periphery of the accommodating space 23 8.
  • the inner element 16 includes a motor shaft 26, a magnetic component 27, a first thrust collar 31, a first position restricting member 3 2 and a second thrust collar 34. Install the second position regulating member 35, the pump shaft 37, the stud bolt 39, the spline 42, the spacer member 44, the plurality of pump bodies 47, and the pump stator 49. Have.
  • the motor shaft 26 has a flow path forming shaft portion 71 and a first connecting portion 72.
  • the flow path forming shaft portion 71 is a shaft portion extending in the direction, and its central axis coincides with the central axis ⁇ .
  • the flow path forming shank 71 has a lower end surface 7 1 3 to reach a liquid to pump the ground (ground water or crude oil, etc.) (the lower end surface 2 6 3 of the motor shaft 2 6).
  • the flow path forming shaft portion 71 is composed of the first liquid flow path 7 1 / ⁇ hi and the plurality of second liquid flow paths 7 1.
  • the first liquid flow paths 7 1 eight extends in a direction, the lower end has reached arrives to the lower end face 7 1 3, the upper end is disposed below the first connecting part 7 2.
  • the first liquid flow path 71 is a flow path for guiding the liquid upward from the lower end surface 71 3.
  • the lower ends of the plurality of second liquid channels 7 1 are connected to the upper ends of the first liquid channels 7 1.
  • the plurality of second liquid flow paths 71 extend obliquely upward, and their upper ends are exposed from the outer peripheral surface 71 of the flow path forming shaft portion 71.
  • the liquid led out from the plurality of second liquid flow paths 71 is guided to the upper side (ground) by the plurality of pump bodies 47 arranged above the motor shaft 26.
  • the notch portion 7 1 (3 is formed on the outer peripheral portion of the upper end of the flow path forming shaft portion 7 1. ⁇ 0 2020/175 508 7 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • the cutout 71 0 is a ring-shaped cutout and supports the lower end of the spline 42.
  • the first mounting portion 710 is provided with a plurality of first outer portions of the flow path forming shaft portion 71.
  • the second liquid flow path 7 1 is formed in a portion below the formation position of the liquid flow path 7 1 and above the magnetic component 27.
  • the first mounting portion 7 10 is a cutout portion in which the first thrust collar 31 is arranged, and regulates the position of the upper end of the first thrust collar 3 1.
  • the first external thread portion 71 is formed in a portion of the outer peripheral portion of the flow path forming shaft portion 71, which is located directly above the opening of the first mounting portion 71.
  • the second mounting portion 71 is formed in a portion of the outer peripheral portion of the flow path forming shaft portion 71 located above the first screw portion 71.
  • the second mounting portion 71 is a cutout portion in which the second thrust collar 34 is arranged, and regulates the position of the upper end of the second thrust collar 34.
  • the second external thread portion 71 is formed in a portion of the outer peripheral portion of the flow path forming shaft portion 71, which is located immediately above the second mounting portion 71.
  • the first connecting portion 72 is provided at the upper end of the flow path forming shaft portion 71.
  • the first connecting portion 72 is formed integrally with the upper end of the flow path forming shaft portion 71.
  • the first connecting portion 72 extends upward from the upper end of the flow path forming shaft portion 71.
  • the first connecting portion 7 2 includes a first shaft portion 7 28, a bolt hole 72, and a plurality of first connecting portions 72.
  • the first shaft portion 72 is projected above the flow path forming shaft portion 71.
  • the outer diameter of the first shaft portion 72 is configured to be smaller than the outer diameter of the flow path forming shaft portion 71.
  • the central axis of the first shaft portion 7 2 eight coincides with the center axis ⁇ 2.
  • the upper end surface 72 of the first connecting portion 72 is flat.
  • the bolt hole 72 is formed in the center of the upper end surface 7 2 of the first shaft portion 72.
  • the bolt hole 72 extends from the first connecting portion 7 2 toward the flow path forming shaft portion 71.
  • the plurality of first protrusions 7 20 are formed from the outer peripheral surface 7 2 8 3 of the first shaft 7 28. ⁇ 0 2020/175 508 8 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • the first shaft portions 72 are arranged at intervals in the circumferential direction so as to project outward in the direction.
  • the magnetic component 27 is fixed to the outer peripheral surface 71 of the flow path forming shaft portion 71.
  • the magnetic component 27 is arranged so as to face the motor stator 14 in the radial direction of the flow path forming shaft portion 71.
  • the magnetic component 27 and the motor stator 14 constitute an electric motor 28.
  • the first thrust collar 3 1 has an annular shape and is inserted into the flow path forming shaft 7 1.
  • the first thrust collar 31 is arranged on the first mounting portion 710.
  • the first thrust collar 3 1 has a ring-shaped thrust collar main body 3 18 protruding radially outward.
  • the first position restricting member 32 is a ring-shaped member, and has a female screw portion that can be fastened to the first male screw portion 71 to the inside thereof.
  • the upper surface of the first position restricting member 32 is in contact with the lower end surface of the first thrust collar 31.
  • the first position restricting member 32 is a member for restricting the position in the direction of the first thrust collar 31 with respect to the flow path forming shaft 71.
  • a nut can be used as the first position regulating member 32.
  • the second thrust collar 34 has an annular shape and is inserted into the flow path forming shaft portion 71.
  • the second thrust collar 34 is arranged on the second mounting portion 7 1.
  • the second thrust collar 34 has a ring-shaped thrust collar body 34 that projects radially outward.
  • the thrust collar body 34 is composed of a permanent magnet or a ferromagnetic material.
  • the second position restricting member 35 is a ring-shaped member, and has an internal thread portion that can be fastened to the second external thread portion 71.
  • the upper surface of the second position restricting member 35 is in contact with the lower end surface of the second thrust collar 34.
  • the second position restricting member 35 is a member for restricting the position in the direction of the second thrust collar 34 with respect to the flow path forming shaft 71.
  • a nut can be used as the second position regulation member 35.
  • the pump shaft 37 has a pump shaft body 76 and a second connecting portion 77.
  • the pump shaft body 76 extends in the direction and has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the pump shaft body 76 is constant in the direction.
  • the second connecting portion 77 is arranged at the lower end of the pump shaft body 76.
  • the second connecting portion 77 is formed integrally with the lower end of the pump shaft main body 76.
  • the second connecting portion 77 extends downward from the lower end of the pump shaft main body 76.
  • the second connecting portion 77 is a portion that is connected to the first connecting portion 7 2 that constitutes the upper end portion of the motor shaft 26.
  • the second connecting portion 77 has a second shaft portion 78, a screw hole 77, and a plurality of second projecting portions 77.
  • the second shaft portion 7 78 projects below the pump shaft body 7 6.
  • the central axis of the first shaft portion 7 2 coincides with the center axis ⁇ 2.
  • the outer diameter of the second shaft portion 77 is larger than the outer diameter of the pump shaft body 76.
  • the second connecting portion 7 7 connected to the first connecting portion 7 2 is connected.
  • the strength of can be increased.
  • the outer diameter of the second shaft portion 78 is equal to the outer diameter of the first shaft portion 78.
  • the second shaft portion 7 78 has a lower end surface 77 8 facing the upper end surface 7 2 l ⁇ b of the first shaft portion 7 28.
  • the screw hole 77 is formed in the center of the lower end surface 7 78 of the second shaft portion 7 78.
  • the screw hole 77 extends from the second connecting portion 7 7 in the direction toward the pump shaft body 76.
  • the screw hole 7 7 m faces the bolt hole 7 2 m in the direction.
  • the plurality of second projecting portions 77 0 are arranged in the circumferential direction of the second shaft portion 7 78 so as to project radially outward from the outer peripheral surface 7 78 3 of the second shaft portion 7 78. Are spaced apart.
  • the second protrusions 7 70 are provided in the same number as the first protrusions 7 20. ⁇ 0 2020/175 508 10 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • each second projecting portion 7 70 faces one first projecting portion 7 20 below it. doing.
  • the stud bolt 39 extends in the direction.
  • the stud bolt 39 has an upper end 39 and a lower end 39.
  • the upper end 39 is fixed (fastened) to the screw hole 77 and is fixed to the second shaft 77.
  • a male thread is formed on the upper end 398.
  • a threaded portion 39 9 is formed on the outer circumference of the lower end 39 9 and is fastened to a bolt hole 72 2 forming the first connecting portion 7 2.
  • the stud bolt 39 is a bolt for suspending the motor shaft 26 below the pump shaft 37.
  • the studs 39 regulate the position of the motor shaft 26 in the direction of the pump shaft 37.
  • the splines 42 are arranged so as to surround the outer peripheries of the first and second connecting portions 7 2, 7 7.
  • the spline 42 has a spline main body 42, a shaft portion accommodating portion 42, and a plurality of protruding portion accommodating portions 42 ( 3).
  • the spline 42 is arranged so as to surround the outer circumferences of the first and second connecting portions 7 2, 7 7.
  • the spline 42 has a spline main body 42, a shaft portion accommodating portion 42, and a plurality of protruding portion accommodating portions 42 ( 3).
  • the shaft portion accommodating portion 42 is formed by penetrating the central portion of the spline body 42 in the direction.
  • the shaft accommodating portion 42 is a cylindrical space.
  • the shaft housing portion 42 houses the first shaft portion 7 28 and the lower portion of the second shaft portion 7 78.
  • the inner diameter of the shaft housing portion 42 can accommodate the first shaft portions 7 2 and 7 7. ⁇ 0 2020/175 508 1 1 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • the plurality of projecting portion accommodating portions 42 (3 are formed in the spline body 42 located outside the shaft accommodating portion 42) and are spaced in the circumferential direction of the shaft accommodating portion 42.
  • Each of the protrusion housing portions 420 has a first protrusion portion 72.
  • the first protrusion portion 720 is accommodated in the lower portion thereof. It contains one second protrusion 770.
  • the first connecting portion 7 2 having the plurality of first protruding portions 7 20 and the second connecting portion 7 7 having the plurality of second protruding portions 7 70 A projecting part accommodating part which encloses the outer periphery of the first and second connecting parts 7 2 and 7 7 and accommodates the first and second projecting parts 7 20 and 7 7 arranged in the direction (vertical direction).
  • the spline 42 having a plurality of 420 it becomes possible to regulate the circumferential positions of the first and second connecting portions 7 2, 7 7 by the spline 42.
  • the spline 42 configured as described above has a bolt hole 7 2 and a threaded portion 3 9 so that the first protrusion 7 20 and the second protrusion 7 70 overlap in the direction.
  • the mittens 3 are fastened, and then the spacer members 44 are arranged in the gaps and then mounted on the outside of the first and second connecting portions 7 2, 7 7.
  • the spacer member 44 is composed of first and second spacer members 81 and 82.
  • the first spacer member 81 is a plate-shaped metal member having a ⁇ 3 shape in plan view, and has an opening 8 18.
  • the thickness IV! 1 of the first spacer member 81 is equal to the width in the direction of the gap.
  • the first spacer member 81 is arranged in the gap so that the opening 81 is opposed to the outer peripheral surface of the stud bolt 39.
  • the first spacer member 8 1 has an upper surface 8 1 3 abutting against the lower end surface 7 7 of the second connecting portion 7 7 and an upper end surface 7 2 8 of the first connecting portion 7 2. And a lower surface 81 which is abutted. ⁇ 0 2020/175 508 12 (:171? 2020/007589
  • the second spacer member 82 is a plate-shaped metal member that is O-shaped in plan view, and has an opening 828.
  • the thickness IV! 2 of the second spacer member 82 is equal to the width in the direction of the gap.
  • the second spacer member 82 is arranged in the gap so that the opening 82 8 faces the outer peripheral surface of the stud bolt 39.
  • the opening 8 2 8 faces the opening 8 1 8 through the implantation bolt 39.
  • first and second spacer members 81, 82 for example, a clip may be used.
  • the first and second spacer members 81, 82 are created after measuring the width in the direction of the gap in advance.
  • the downward hydrostatic load can be transmitted from the pump shaft 37 to the motor shaft 26 through the spacer member 44.
  • the first and second spacer members 8 1 and 8 2 (two spacer members) having a circle shape are shown.
  • one spacer member 84 having a II shape as shown in FIG. 6 may be used. Even when such a spacer member 84 is used, the same effect as that of the spacer member 44 can be obtained.
  • the first and second spacer members 81, 82 are arranged on the upper end surface 72 of the first connecting portion 72.
  • the stud bolt 39 is fastened to the second connecting portion 77 so that the first protruding portion 720 and the second protruding portion 740 overlap each other.
  • the spline 42 is arranged outside the first and second connecting portions 7 2, 7 7.
  • the plurality of pump main bodies 47 are a plurality of impellers 86, and are provided on the outer peripheral surface 763 of the pump shaft main body 76.
  • the plurality of impellers 86 are spaced in the direction.
  • the impeller 86 has a hub 91 having an annular shape, a shroud 92 (cover) having an annular shape, and a plurality of blades 9 3.
  • the hub 9 1 has an annular shape, and has a penetrating portion 9 18 and a blade forming surface 9 1.
  • a pump shaft main body 76 is kneaded so that the blade forming surface 91 3 faces downward.
  • the hub 91 is fixed to the pump shaft body 76 with the pump shaft body 76 being inserted into the through portion 91.
  • the shroud 92 is a cover having an annular shape, and is provided on the blade forming surface 92.
  • the shroud 9 2 is provided below the hub 9 1 while being inserted into the pump shaft main body 76.
  • the shroud 9 2 is arranged such that the blade forming surface 9 2 3 and the blade forming surface 9 1 3 face each other with a gap.
  • the plurality of blades 9 3 are arranged at intervals in the circumferential direction of the hub 9 1.
  • the space between the blades 93 adjacent to each other functions as a flow path through which the liquid passes.
  • the plurality of impellers 8 6 configured as described above rotate together with the pump shaft body 7 6 to guide the liquid derived from the plurality of second liquid flow paths 7 1 to the upper side (ground). Functions as a centrifugal pump.
  • the pump stator 49 is a tubular member extending in the direction, and is housed inside the production pipe 11.
  • the pump stator 49 includes a load receiving portion 95, a second seal member 96, a connecting pipe 97, a pump casing 98, a fitting member 99, and a first seal member 100. And bolts 103.
  • the load receiving portion 95 constitutes a lower portion of the pump stator 49.
  • the load receiving portion 95 has a mechanical thrust bearing portion 101 and an electromagnetic thrust bearing portion 102.
  • the mechanical thrust bearing portion 101 has a first thrust bearing portion main body 105 and pad portions 107 and 108.
  • the first thrust bearing portion main body 105 is arranged outside the motor shaft 26 so as to surround the thrust collar main body 31 8 in a ring shape.
  • the first thrust bearing portion main body 105 constitutes the lower end portion of the pump stator 49.
  • the first thrust bearing portion main body 105 has a recessed portion 105, a second inclined surface 1053, an outer peripheral surface 105, and a ring-shaped groove 105.
  • the recess 105 is formed inside the first thrust bearing portion main body 105.
  • the recessed portion 105 is a ring-shaped recessed portion that can accommodate the thrust collar main body 318 and the pad sockets 6107 and 108.
  • the second inclined surface 1053 is formed outside the lower end portion of the first thrust bearing portion main body 105.
  • the second inclined surface 1 05 3 is a ring-shaped inclined surface parallel to the first inclined surface 2 2 3.
  • the second inclined surface 1 0 5 3 makes surface contact with the first inclined surface 2 2 3 when the pump stator 4 9 is supported in the production pipe 11.
  • the portion where the first inclined surface 2 2 3 and the second inclined surface 1 0 5 3 are in surface contact receives the load in the radial direction and the thrust direction.
  • the production pipe 11 is oriented in the direction from the upper end to the lower end of the production pipe 11. ⁇ 0 2020/175 508 15 (:171? 2020 /007589
  • the central axis of! A ring-shaped first inclined surface 2 2 3 that is inclined toward the direction is formed on the production pipe 11 and the ring that makes surface contact with the first inclined surface 2 2 3 is located outside the lower end of the pump stator 4 9.
  • the inner element 16 is guided inside the production pipe 11 so that the central axis ⁇ 2 of the inner element approaches the central axis ⁇ 1 of the production pipe 11 by the 1 0 5 3, and the inner axis 16 is guided by the production pipe 1 1. It becomes possible to support the element 16.
  • the first inclined surface 2 2 3 and the first inclined surface 2 2 3 can be firmly brought into surface contact, and the inner element 16 can be firmly supported by the production pipe 1 1.
  • the outer peripheral surface 105 is located above the second inclined surface 1053 and faces the inner peripheral surface 1 18 of the production pipe 11 in the radial direction.
  • a cylindrical gap is formed between the outer peripheral surface 105 and the inner peripheral surface 1 13.
  • the ring-shaped groove 105 is a groove that is recessed radially inward from the outer peripheral surface 105 and is continuous in the circumferential direction.
  • the pad portion 107 is housed in the concave portion 105 and is provided on the upper surface side of the thrust collar main body 3 18.
  • the pad portion 107 is arranged in the circumferential direction of the recessed portion 105.
  • the pad portion 107 is a pad that receives the upper surface side of the thrust collar main body 3 18.
  • the pad portion 108 is housed in the recessed portion 108 and is arranged on the lower surface side of the thrust collar main body 3 18.
  • the pad portion 108 is arranged in the circumferential direction of the concave portion 108.
  • the pad portion 108 is a pad that receives the lower surface side of the thrust collar main body 3 18.
  • a ceramic pad can be used as the pad portions 107 and 108.
  • the mechanical thrust bearing portion 101 regulates the position of the first thrust collar 31 in the thrust direction.
  • the mechanical thrust bearing portion 1 0 1 regulates the position in the direction of the motor shaft 26 via the first thrust collar 3 1.
  • the electromagnetic thrust bearing portion 10 2 is provided on the mechanical thrust bearing portion 10 1.
  • the electromagnetic thrust bearing unit 102 is connected to the upper end of the mechanical thrust bearing unit 101.
  • the electromagnetic thrust bearing portion 102 has a second thrust bearing portion main body 1028, a concave portion 102, and electromagnetic force generating portions 10202 and 1020.
  • the electromagnetic force generators 10 20 20 and 10 20 are used. If the thrust collar body 3 18 and 3 4 8 are permanent magnets, use permanent magnets instead of the electromagnetic force generator 10 2 (3, 10 20
  • the second thrust bearing portion main body 1028 is arranged outside the motor shaft 26 so as to surround the thrust collar main body 34 of the second thrust collar 34 in a ring shape. ..
  • the recess 102 is formed inside the second thrust bearing main body 1028.
  • the recess 102 is a ring-shaped recess that can accommodate the thrust collar body 34.
  • the electromagnetic force generation unit 102 is provided in the second thrust bearing unit main body 1028 so as to face the upper surface of the thrust collar main body 348 in the direction.
  • 1 0 2 0 is provided on the second thrust bearing body 1 0 2 8 so as to face the lower surface of the thrust collar body 3 4 8 in the direction.
  • the electromagnetic thrust bearing portion 102 is responsive to the thrust direction (direction) of the second thrust collar 34 due to the electromagnetic force generated by applying a current to the electromagnetic force generating portions 10202 and 10202. ) Position is regulated. As a result, the electromagnetic thrust bearing unit ⁇ 0 2020/175 508 17 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • the thrust direction of the rotating motor shaft 26 is supported by the two bearings, so the motor shaft 26 can be stably supported even when a large load is applied in the thrust direction.
  • the mechanical thrust bearing unit 101 prevents a narrow gap between the pad socket ⁇ 1 0 7 ,10 8 and the thrust collar body 3 18 by keeping a narrow gap. It is possible to exhibit stable characteristics as a bearing by forming the oil film in a fixed manner and forming an oil film in the gap.
  • the second seal member 96 is a ring-shaped seal member, and the radially inner portion is housed in the ring-shaped groove 105.
  • the radially outer portion of the second seal member 96 projects radially outward from the outer peripheral surface 105 and is in contact with the inner peripheral surface 1 13 of the production pipe 11.
  • the second sealing member 96 seals a gap between the outer peripheral surface 105 and the inner peripheral surface 1 13 in the circumferential direction.
  • the gap formed between the outer peripheral surface 105 and the inner peripheral surface 1 13 in the circumferential direction is eliminated. It is possible to close it.
  • the low-pressure liquid liquid before passing through the plurality of pump bodies 47
  • passing between the first inclined surface 2 2 3 and the second inclined surface 1 0 5 3 that are in surface contact with each other It is possible to suppress the upward movement of the seal member 96.
  • the connecting pipe 97 is a tubular member extending in the direction, and is connected to the motor shaft 26 and the spline. ⁇ 0 2020/175 508 18 ⁇ (: 171? 2020 /007589
  • the lower end of the connecting pipe 97 is connected to the upper end of the electromagnetic thrust bearing unit 102, and the upper end is connected to the lower end of the pump casing 98.
  • the connecting pipe 97 connects the pump casing 98 and the load receiving portion 95.
  • the pump casing 98 has a pump casing main body 115, vanes 1 17 and partition wall portions 11 9.
  • the pump casing main body 115 is a tubular member and is provided on the connecting pipe 97.
  • the pump casing body 1 15 surrounds the region of the pump shaft body 7 6 where a plurality of pump bodies 4 7 are provided and the periphery of the plurality of pump bodies 4 7.
  • a plurality of spaces 1115 for accommodating the pump main body 47 are formed inside the pump casing main body 115.
  • the plurality of spaces 1 1 15 8 are arranged at intervals in the direction.
  • the pump casing main body 115 is housed inside the production pipe 11.
  • a cylindrical gap 1 21 is formed between the outer peripheral surface 1 1 5 3 of the pump casing body 1 15 and the inner peripheral surface 1 1 3 of the production pipe 11.
  • the pump casing body 1 15 is formed with a penetrating portion 1 15 that penetrates the pump casing body 1 15 in the radial direction.
  • the penetrating part 1 15 is formed in a part of the pump casing body 1 15 facing the pump body 4 7 arranged in the intermediate stage among the plurality of pump bodies 4 7 arranged in the direction. ing.
  • the liquid having a pressure of the intermediate stage flowing inside the pump casing body 1 15 flows into the gap 1 21 via the penetrating portion 115.
  • the liquid at the intermediate stage pressure by the pump body 4 7 is made into the gap 1 2 1.
  • the inflow makes it possible to reduce the pressure difference between the inside and the outside of the pump casing 98.
  • the radial thickness of the pump casing main body 115 can be reduced, the outer diameter of the impeller 86 can be increased.
  • the number of penetrations 115 can be set as appropriate.
  • the first inclined surface 2 2 3 and the second inclined surface 1 0 5 3 are in surface contact with each other in the circumferential direction due to the weight of the inner element 16 itself. For this reason, the liquid having the intermediate pressure that has flowed into the gap 1 21 is less likely to move to the lower side than the gap 1 2 1.
  • the vanes 1 17 are defined by the spaces 1 on the inner peripheral surface of the pump casing body 1 15.
  • a plurality of vanes 1 17 are arranged at intervals in the circumferential direction.
  • the partition wall portion 119 is an annular member that surrounds the pump shaft main body 76, and is provided inside the plurality of vanes 1 17 arranged in each space 1 158.
  • the partition portion 1 19 is arranged above the hub 9 1.
  • the partition wall portion 1 19 is supported by a plurality of vanes 1 17.
  • the lower part of the partition wall 1 19 has a shape corresponding to the upper shape of the hub 9 1.
  • a gap is formed between the partition wall 1 19 and the pump shaft body 76 and the hub 9 1.
  • the space defined by the wing 1 17 functions as a flow path for the liquid to flow through the pump body 47.
  • the fitting member 99 is a ring-shaped member and is provided on the upper end of the pump casing body 115.
  • the fitting member 99 is fixed to the pump casing body 115 by a plurality of bolts 103 arranged in the circumferential direction.
  • the outer peripheral portion of the fitting member 99 projects radially outward from the outer peripheral surface 1 15 3 of the pump casing body 1 15.
  • the fitting member 99 has an outer peripheral surface 993 that faces the inner peripheral surface 1 13 of the production pipe 11 in the radial direction.
  • the fitting member 99 is fitted to the production pipe 11 with the outer peripheral surface 993 being in contact with the inner peripheral surface 1 13.
  • the fitting member 99 receives a radial force via the production pipe 11.
  • Fitting member 9 9 has a recess 9 9 eight of the outer peripheral surface 9 9 3 recessed central axis ⁇ 2 side from the ring-shaped.
  • the recess 998 is exposed from the outer peripheral surface 993 in the circumferential direction.
  • the first sealing member 100 is arranged in the recess 998.
  • the first seal member 100 is in contact with the inner peripheral surface 1 13 of the production pipe 11.
  • the first seal member 100 seals between the outer peripheral surface 998 of the fitting member 99 and the inner peripheral surface 1118 of the production pipe 11 in the circumferential direction. Therefore, the fluid having a pressure of the intermediate stage, which has flowed into the gap 1 21, does not escape above the gap 1 2 1.
  • the first seal member 100 it is possible to use, for example, a circle.
  • the first seal member 100 is illustrated by using the case where a ⁇ ring is used as an example. However, in place of the first seal member 100, The first seal member 123 shown in 9 may be used.
  • the first seal member 123 is composed of a resin liner 125 covering the outer peripheral surface 993 of the fitting member 99.
  • the resin liner 125 has a ring-shaped outer peripheral surface 125.
  • the outer peripheral surface 1 2 5 3 of the resin liner 1 2 5 is in contact with the inner peripheral surface 1 1 3 of the production pipe 11.
  • the pump body 4 7 facing the pump body 4 7 arranged in the intermediate stage is opposed.
  • the penetrating part 1 1 5 which communicates with the gap 1 2 1 formed between the outer peripheral surface 1 1 5 3 of the pump casing body 1 15 and the inner peripheral surface 1 1 3 of the production pipe 11 1.
  • the outer diameter of 6 can be reduced.
  • the fluorine-based resin member 128 is provided so as to cover the second inclined surface 1053.
  • the fluororesin member 1 2 8 has a third inclined surface 1 2 8 3 which is in surface contact with the first inclined surface 2 2 3 .
  • Teflon registered trademark
  • the ring-shaped groove 105, the second seal member 96, and the fluororesin member 1 28 may be used together.

Abstract

生産管（１１）とポンプステータ（４９）との間には、円筒形状とされた隙間（１２１）が形成されており、ポンプステータ（４９）は、複数のポンプ本体（４７）を囲む筒状とされたポンプケーシング（９８）を有し、ポンプケーシング（９８）は、径方向にポンプケーシング（９８）を貫通し、隙間（１２１）に連通する貫通部（１１５Ｂ）が形成されており、貫通部（１１５Ｂ）は、ポンプケーシング（９８）のうち、複数のポンプ本体（４７）の中間段に位置するポンプ本体（４７）と径方向において対向する部分に形成されている。

Description

\¥0 2020/175508 1 卩（：17 2020 /007589 明 細 書
発明の名称 ： ポンプ
技術分野
[0001 ] 本発明は、 ポンプに関する。
本願は、 2 0 1 9年 2月 2 6日に、 日本に出願された特願 2 0 1 9— 0 3 3 1 1 5号に基づき優先権を主張し、 その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 地下水や原油等を地下から汲み上げる際には、 例えば、 特許文献 1 に開示 されたポンプ （液状物吸い上げ装置） が用いられている。
[0003] このようなポンプとして、 リグレスタイプのポンプがある。 リグレスタイ プのポンプは、 筒状とされた生産管と、 生産管の下部内側に配置されたモー タステータと、 生産管の内側に収容されるインナーエレメントと、 を有する リグレスタイプのポンプは、 地下に生産管、 モータステータ、 及びモータ ステータと接続された電線を残した状態で、 複数のポンプ本体及びモータス テータを有するインナーエレメントを地上に引き出すことが可能な構成とさ れている。
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特開平 4 _ 1 2 4 4 7 8号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] ところで、 上記構成とされたリグレスタイプのポンプでは、 インナーエレ メントの外径を小さくする必要がある。
[0006] そこで、 本発明は、 インナーエレメントの外径を小型化することの可能な ポンプを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 \¥0 2020/175508 2 卩（：171? 2020 /007589
[0007] 上記課題を解決するため、 本発明の一態様に係るポンプによれば、 地下の 液体を地上に汲み上げる複数のポンプ本体、 鉛直方向に延びるとともに、 前 記複数のポンプ本体が前記鉛直方向に配置されたポンプ軸、 前記ポンプ軸の 一端と接続され、 前記鉛直方向に延びるモータ軸、 前記モータ軸の外周面に 設けられた磁気部品、 及び前記複数のポンプ本体を収容する筒状とされ、 前 記ポンプ軸と同じ方向に延びるポンプステータを有するインナーエレメント と、 前記鉛直方向に延びた筒状とされ、 内側に前記インナーエレメントを収 容するとともに、 前記インナーエレメントを支持する生産管と、 前記生産管 の下部に配置され、 前記磁気部品とともに電動モータを構成するモータステ —夕と、 を備え、 前記生産管と前記ポンプステータとの間には、 円筒形状と された隙間が形成されており、 前記ポンプステータは、 前記複数のポンプ本 体を囲む筒状とされたポンプケーシングを有し、 前記ポンプケーシングは、 径方向に前記ポンプケーシングを貫通し、 前記隙間に連通する貫通部が形成 されており、 前記貫通部は、 前記ポンプケーシングのうち、 前記複数のポン プ本体の中間段に位置するポンプ本体と前記径方向において対向する部分に 形成されている。
[0008] 本発明によれば、 ポンプケーシングのうち、 複数のポンプ本体の中間段に 位置するポンプ本体と径方向において対向する部分に、 径方向にポンプケー シングを貫通するとともに、 生産管とボンプステータとの間に形成された隙 間に連通する貫通部を形成することで、 ボンプ本体により中間段の圧力とさ れた液体を隙間に流入させることで、 ポンプケーシングの内側と外側との圧 力差を小さくすることが可能となる。
これにより、 貫通部が形成されたポンプケーシングに要求される耐圧性能 を低くすることが可能となるため、 ポンプステータのうち、 他の部分よりも 高い耐圧性が必要となるポンプケーシングの径方向の厚さを薄くすることが 可能となる。
つまり、 インナーエレメントの外周部を構成するポンプステータの外径を 小さくすることが可能となる。 したがって、 インナーエレメントの外径を小 \¥0 2020/175508 3 卩（：171? 2020 /007589
型化することができる。
[0009] また、 上記本発明の一態様に係るポンプにおいて、 前記ポンプステータは 、 前記ポンプケーシングの上端に設けられ、 前記生産管の内周面に嵌合され るリング状の嵌合部材と、 前記嵌合部材の外周面と前記生産管の内周面との 間を周方向においてシールする第 1のシール部材と、 前記貫通部が形成され た位置よりも下方で、 かつ前記生産管が前記インナーエレメントを支持する 位置よりも上方に配置され、 前記ポンプステータの外周面と前記生産管の内 周面との間を周方向においてシールする第 2のシール部材と、 を有してもよ い。
[0010] このような構成とされた第 1のシール部材を有することで、 生産管とポン プケーシングの上端との間を介して、 複数のポンプ本体を経由した高圧の液 体が生産管とポンプステータとの間に形成された隙間に流入することを抑制 可能となる。
また、 上記構成とされた第 2のシール部材を有することで、 生産管がイン ナーエレメントを支持する位置を通過した低圧の液体 （複数のポンプ本体を 通過する前の液体） が第 2のシール部材よりも上方に位置する隙間に移動す ることを抑制可能となる。
したがって、 鉛直方向において第 1 のシール部材と第 2のシール部材とで 区画され、 中間段の圧力とされた液体が流入する隙間を気密することが可能 となるので、 ボンプケーシングの内側と外側との圧力差が小さい状態を維持 することができる。
[001 1 ] また、 上記本発明の一態様に係るポンプにおいて、 前記第 1及び第 2のシ —ル部材は、 〇リングであってもよい。
[0012] このように、 第 1及び第 2のシール部材として、 〇リングを用いることで 、 中間段の圧力とされた液体が流入する隙間を気密することができる。
[0013] また、 上記本発明の _態様に係るポンプにおいて、 前記第 1のシール部材 は、 前記嵌合部材の外周面を覆うとともに、 前記生産管の内周面に当接され る樹脂ライナーであり、 前記第 2のシール部材は、 〇リングであってもよい \¥0 2020/175508 4 卩（：171? 2020 /007589
［0014］ このように、 第 1のシール部材として樹脂ライナーを用いるとともに、 第
2のシール部材として〇リングを用いることで、 中間段の圧力とされた液体 が流入する隙間を気密することができる。
発明の効果
［0015］ 本発明によれば、 インナーエレメントの外径を小型化することができる 図面の簡単な説明
［0016］ ［図 1］本発明の実施形態に係るポンプの概略構成を示す縦断面図である。
［図 2］図 1 に示すポンプのうち、 領域八で囲まれた部分を拡大した縦断面図で ある。
［図 3］図 1 に示すポンプのうち、 領域巳で囲まれた部分を拡大した縦断面図で ある。
［図 4］図 2に示す構造体の 0 1 -口 2線方向の横断面図である。
Figure imgf000006_0001
［図 6］図 2に示すスぺーサ部材の斜視図である。
［図 7］スぺーサ部材の他の例を示す斜視図である。
［図 8］図 1 に示すポンプのうち、 領域〇で囲まれた部分を拡大した縦断面図で ある。
［図 9］第 1のシール部材の他の例を説明するための断面図である。
［図 10］フッ素系樹脂部材を備えたポンプの主要部の縦断面図である。
発明を実施するための形態
［0017］ 以下、 図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する
［0018］ （実施形態）
図 1〜図 9を参照して、 本発明の実施形態に係るポンプ 1 0について説明 する。 図 1 において、 〇！は生産管 1 1の中心軸 （以下、 「中心軸〇！」 とい う） 、 〇2はインナーエレメント 1 6の中心軸 （以下、 「中心軸〇 2」 という \¥0 2020/175508 5 卩（：171? 2020 /007589
） 、 方向は鉛直方向をそれぞれ示している。
図 1では、 ポンプ 1 0の構成要素ではない掘削管 5も図示する。 図 1〜図 9において、 同一構成部分には、 同一符号を付す。 図 1、 図 3、 及び図 8に 示す矢印は、 地下から汲み上げる液体 （例えば、 水、 原油等） が流れる方向 を示している。
[0019] ポンプ 1 0は、 筒状とされた掘削管 5の内側に収容されている。 掘削管 5 は、 方向に延びる筒状部 6と、 筒状部 6の下端部の内周面から径方向内側 に突出するリング状の支持部 7と、 を有する。
[0020] ポンプ 1 0は、 生産管 1 1 と、 ラジアル軸受 1 3と、 モータステータ 1 4 と、 インナーエレメント 1 6と、 を有する。
[0021 ] 生産管 1 1は、 筒状とされており、 方向に延びている。 生産管 1 1は、 筒状部 2 1 と、 支持部 2 2と、 モータステータ収容部 2 3と、 を有する。
[0022] 筒状部 2 1は、 方向に延びており、 生産管 1 1の上部側を構成している 支持部 2 2は、 リング状とされており、 筒状部 2 1 とモータステータ収容 部 2 3との間に設けられている。 支持部 2 2は、 筒状部 2 1 とモータステー 夕収容部 2 3とを連結している。 支持部 2 2は、 筒状部 2 1からモータステ —夕収容部 2 3に向かう方向 （生産管 1 1の上端から下端に向かう方向） に 対して拡径された形状とされている。
[0023] 支持部 2 2は、 内側に配置された第 1の傾斜面 2 2 3と、 外側 （掘削管 5 側） に配置された傾斜面 2 2匕と、 を有する。
第 1の傾斜面 2 2 3は、 生産管 1 1の上端から下端に向かう方向に対して 中心軸〇！に向かう方向に傾斜している。 第 1の傾斜面 2 2 3は、 リング状の 傾斜面である。
傾斜面 2 2匕は、 生産管 1 1の上端から下端に向かう方向に対して掘削管 5に向かう方向に傾斜している。 傾斜面 2 2 は、 リング状の傾斜面である
[0024] モータステータ収容部 2 3は、 筒状とされており、 方向に延びている。 \¥0 2020/175508 6 卩（：171? 2020 /007589
生産管 1 1の下部側を構成している。 モータステータ収容部 2 3の内側には 、 リング状の収容空間 2 3八が形成されている。 モータステータ収容部 2 3 の下端は、 支持部 7の上面 7 3に支持されている。
[0025] ラジアル軸受 1 3は、 収容空間 2 3 の上端部及び下端部に配置されてい る。
モータステータ 1 4は、 収容空間 2 3八の外周を区画するモータステータ 収容部 2 3の内周面 2 3 3に固定されている。
[0026] インナーエレメント 1 6は、 モータ軸 2 6と、 磁気部品 2 7と、 第 1のス ラストカラー 3 1 と、 第 1の位置規制部材 3 2と、 第 2のスラストカラー 3 4と、 第 2の位置規制部材 3 5と、 ボンプ軸 3 7と、 植え込みボルト 3 9と 、 スプライン 4 2と、 スぺーサ部材 4 4と、 複数のポンプ本体 4 7と、 ポン プステータ 4 9と、 を有する。
[0027] モータ軸 2 6は、 流路形成軸部 7 1 と、 第 1の接続部 7 2と、 を有する。
流路形成軸部 7 1は、 方向に延びた軸部であり、 その中心軸が中心軸〇 と一致している。 流路形成軸部 7 1は、 地上に汲み上げる液体 （地下水や原 油等） に到達する下端面 7 1 3 （モータ軸 2 6の下端面 2 6 3） を有する。
[0028] 流路形成軸部 7 1は、 第 1の液体流路 7 1 /\ヒ、 複数の第 2の液体流路 7
1 巳と、 切欠き部 7 1 〇と、 第 1の取り付け部 7 1 0と、 第 1のおねじ部 7 1 巳と、 第 2の取り付け部 7 1 と、 第 2のおねじ部 7 1 ◦と、 を有する。
[0029] 第 1の液体流路 7 1 八は、 方向に延びており、 下端が下端面 7 1 3に到 達しており、 上端が第 1の接続部 7 2の下方に配置されている。 第 1の液体 流路 7 1 は、 下端面 7 1 3から液体を上方に導くための流路である。
[0030] 複数の第 2の液体流路 7 1 巳は、 下端が第 1の液体流路 7 1 の上端と接 続されている。 複数の第 2の液体流路 7 1 巳は、 斜め上方に向かう方向に延 びており、 上端が流路形成軸部 7 1の外周面 7 1 匕から露出されている。 複数の第 2の液体流路 7 1 巳から導出された液体は、 モータ軸 2 6の上方 に配置された複数のポンプ本体 4 7により上方 （地上） へと導かれる。
[0031 ] 切欠き部 7 1 （3は、 流路形成軸部 7 1の上端の外周部に形成されている。 \¥0 2020/175508 7 卩（：171? 2020 /007589
切欠き部 7 1 〇は、 リング状の切欠き部であり、 スプライン 4 2の下端を支 持する。
[0032] 第 1の取り付け部 7 1 0は、 流路形成軸部 7 1の外周部のうち、 複数の第
2の液体流路 7 1 巳の形成位置よりも下方で、 かつ磁気部品 2 7よりも上方 に位置する部分に形成されている。 第 1の取り付け部 7 1 0は、 第 1のスラ ストカラー 3 1が配置される切欠き部であり、 第 1のスラストカラー 3 1の 上端の位置を規制する。
[0033] 第 1のおねじ部 7 1 巳は、 流路形成軸部 7 1の外周部うち、 第 1の取り付 け部 7 1 口の直上に位置する部分に形成されている。
[0034] 第 2の取り付け部 7 1 は、 流路形成軸部 7 1の外周部のうち、 第 1のお ねじ部 7 1 巳よりも上方に位置する部分に形成されている。 第 2の取り付け 部 7 1 は、 第 2のスラストカラー 3 4が配置される切欠き部であり、 第 2 のスラストカラー 3 4の上端の位置を規制する。
[0035] 第 2のおねじ部 7 1 ◦は、 流路形成軸部 7 1の外周部うち、 第 2の取り付 け部 7 1 の直上に位置する部分に形成されている。
[0036] 第 1の接続部 7 2は、 流路形成軸部 7 1の上端に設けられている。 第 1の 接続部 7 2は、 流路形成軸部 7 1の上端と一体に形成されている。 第 1の接 続部 7 2は、 流路形成軸部 7 1の上端から上方に延びている。
[0037] 第 1の接続部 7 2は、 第 1の軸部 7 2八と、 ボルト孔 7 2巳と、 複数の第
1の突出部 7 2〇と、 を有する。
第 1の軸部 7 2八は、 流路形成軸部 7 1の上方に突出している。 第 1の軸 部 7 2 の外径は、 流路形成軸部 7 1の外径よりも小さくなるように構成さ れている。 第 1の軸部 7 2八の中心軸は、 中心軸〇2と一致している。 第 1の 接続部 7 2の上端面 7 2 匕は、 平面とされている。
[0038] ボルト孔 7 2巳は、 第 1の軸部 7 2 の上端面 7 2 匕側中央に形成され ている。 ボルト孔 7 2巳は、 第 1の接続部 7 2から流路形成軸部 7 1 に向か う 方向に延びている。
複数の第 1の突出部 7 2〇は、 第 1の軸部 7 2八の外周面 7 2八 3から径 \¥0 2020/175508 8 卩（：171? 2020 /007589
方向外側に突出するように第 1の軸部 7 2八の周方向に間隔を空けて配置さ れている。
[0039] 磁気部品 2 7は、 流路形成軸部 7 1の外周面 7 1 匕に固定されている。 磁 気部品 2 7は、 流路形成軸部 7 1の径方向においてモータステータ 1 4と対 向するように配置されている。 磁気部品 2 7及びモータステータ 1 4は、 電 動モータ 2 8を構成している。
[0040] 第 1のスラストカラー 3 1は、 円環形状とされており、 流路形成軸部 7 1 に揷入されている。 第 1のスラストカラー 3 1は、 第 1の取り付け部 7 1 0 に配置されている。
第 1のスラストカラー 3 1は、 径方向外側に突出するリング状のスラスト カラー本体 3 1 八を有する。
[0041 ] 第 1の位置規制部材 3 2は、 リング状の部材であり、 内側に第 1のおねじ 部 7 1 巳に締結可能なめねじ部が形成されている。 第 1の位置規制部材 3 2 の上面は、 第 1のスラストカラー 3 1の下端面に当接されている。 第 1の位 置規制部材 3 2は、 流路形成軸部 7 1 に対する第 1のスラストカラー 3 1の 方向の位置を規制するための部材である。 第 1の位置規制部材 3 2として は、 例えば、 ナッ トを用いることが可能である。
[0042] 第 2のスラストカラー 3 4は、 円環形状とされており、 流路形成軸部 7 1 に揷入されている。 第 2のスラストカラー 3 4は、 第 2の取り付け部 7 1 に配置されている。 第 2のスラストカラー 3 4は、 径方向外側に突出するリ ング状のスラストカラー本体 3 4八を有する。 スラストカラー本体 3 4八は 、 永久磁石または強磁性体により構成されている。
[0043] 第 2の位置規制部材 3 5は、 リング状の部材であり、 内側に第 2のおねじ 部 7 1 ◦に締結可能なめねじ部が形成されている。 第 2の位置規制部材 3 5 の上面は、 第 2のスラストカラー 3 4の下端面に当接されている。 第 2の位 置規制部材 3 5は、 流路形成軸部 7 1 に対する第 2のスラストカラー 3 4の 方向の位置を規制するための部材である。 第 2の位置規制部材 3 5として は、 例えば、 ナッ トを用いることが可能である。 \¥0 2020/175508 9 卩（：171? 2020 /007589
[0044] ポンプ軸 3 7は、 その中心軸が中心軸〇2と一致するように、 流路形成軸部
7 1の上方に配置されている。
ポンプ軸 3 7は、 ポンプ軸本体 7 6と、 第 2の接続部 7 7と、 を有する。 ポンプ軸本体 7 6は、 方向に延びており、 円柱形状とされている。 ボン プ軸本体 7 6の外径は、 方向において一定とされている。
[0045] 第 2の接続部 7 7は、 ポンプ軸本体 7 6の下端に配置されている。 第 2の 接続部 7 7は、 ポンプ軸本体 7 6の下端と一体に形成されている。 第 2の接 続部 7 7は、 ポンプ軸本体 7 6の下端から下方に延びている。
第 2の接続部 7 7は、 モータ軸 2 6の上端部を構成する第 1の接続部 7 2 と接続される部分である。 第 2の接続部 7 7は、 第 2の軸部 7 7八と、 ねじ 穴 7 7巳と、 複数の第 2の突出部 7 7〇と、 を有する。
[0046] 第 2の軸部 7 7八は、 ポンプ軸本体 7 6の下方に突出している。 第 1の軸 部 7 2 の中心軸は、 中心軸〇2と一致している。 第 2の軸部 7 7 の外径は 、 ポンプ軸本体 7 6の外径よりも大きくなるように構成されている。
このように、 第 2の軸部 7 7八の外径をポンプ軸本体 7 6の外径よりも大 きくすることで、 第 1の接続部 7 2と接続される第 2の接続部 7 7の強度を 高めることができる。 第 2の軸部 7 7八の外径は、 第 1の軸部 7 2八の外径 と等しくなるように構成されている。
第 2の軸部 7 7八は、 第 1の軸部 7 2八の上端面 7 2 l\ bと対向する下端 面 7 7八匕を有する。
[0047] ねじ穴 7 7巳は、 第 2の軸部 7 7八の下端面 7 7八匕中央に形成されてい る。 ねじ穴 7 7巳は、 第 2の接続部 7 7からポンプ軸本体 7 6に向かう 方 向に延びている。 ねじ穴 7 7巳は、 方向においてボルト孔 7 2巳と対向し ている。 ねじ穴 7 7巳の中心軸は、 ボルト孔 7 2巳の中心軸と一致している
[0048] 複数の第 2の突出部 7 7〇は、 第 2の軸部 7 7八の外周面 7 7八 3から径 方向外側に突出するように第 2の軸部 7 7八の周方向に間隔を空けて配置さ れている。 第 2の突出部 7 7〇は、 第 1の突出部 7 2〇と同じ数設けられて \¥0 2020/175508 10 卩（：171? 2020 /007589
いる。 第 1の接続部 7 2と第 2の接続部 7 7とが接続された状態において、 各第 2の突出部 7 7〇は、 その下方において 1つの第 1の突出部 7 2〇と対 向している。
[0049] 植え込みボルト 3 9は、 方向に延びている。 植え込みボルト 3 9は、 上 端部 3 9 と、 下端部 3 9巳と、 を有する。
上端部 3 9 は、 ねじ穴 7 7巳に固定 (締結) された状態で第 2の軸部 7 7八に固定されている。 上端部 3 9八には、 おねじ部が形成されている。 下 端部 3 9巳は、 外周におねじ部 3 9巳 3が形成されており、 第 1の接続部 7 2を構成するボルト孔 7 2巳に締結されている。
[0050] 植え込みボルト 3 9をボルト孔 7 2巳に取り付ける際には、 ボンプ軸 3 7 を回転させることで、 ボルト孔 7 2巳におねじ部 3 9巳 3を締結させる。 こ のとき、 方向において、 第 1の突出部 7 2〇と第 2の突出部 7 7〇とが重 なる位置で、 ボルト孔 7 2巳へのおねじ部 3 9巳 3の締結を完了させる。 こ のため、 第 1の軸部 7 2八の上端面 7 2 l\ bと第 2の軸部 7 7八の下端面 7 7八匕との間には、 隙間 が形成されている。
植え込みボルト 3 9は、 ポンプ軸 3 7の下方にモータ軸 2 6を吊り下げる ためのボルトである。 植え込みボルト 3 9は、 ポンプ軸 3 7に対するモータ 軸 2 6の 方向の位置を規制している。
[0051 ] スプライン 4 2は、 第 1及び第 2の接続部 7 2 , 7 7の外周を囲むように 配置されている。 スプライン 4 2は、 スプライン本体 4 2八と、 軸部収容部 4 2巳と、 複数の突出部収容部 4 2 (3と、 を有する。
[0052] スプライン 4 2は、 第 1及び第 2の接続部 7 2 , 7 7の外周を囲むように 配置されている。 スプライン 4 2は、 スプライン本体 4 2八と、 軸部収容部 4 2巳と、 複数の突出部収容部 4 2 (3と、 を有する。
[0053] 軸部収容部 4 2巳は、 スプライン本体 4 2 の中央部を 方向に貫通して 形成されている。 軸部収容部 4 2巳は、 円柱形状とされた空間である。 軸部 収容部 4 2巳は、 第 1の軸部 7 2八及び第 2の軸部 7 7八の下部を収容して いる。 軸部収容部 4 2巳の内径は、 第 1の軸部 7 2 ， 7 7 を収容可能な \¥0 2020/175508 1 1 卩（：171? 2020 /007589
大きさとされている。
[0054] 複数の突出部収容部 4 2（3は、 軸部収容部 4 2巳の外側に位置するスプラ イン本体 4 2 に形成されており、 軸部収容部 4 2巳の周方向に間隔を空け て配置されている。 各突出部収容部 4 2〇の下部には、 1つの第 1の突出部 7 2〇が収容されている。 各突出部収容部 4 2〇の上部には、 1つの第 2の 突出部 7 7〇が収容されている。
[0055] このように、 複数の第 1の突出部 7 2〇を有する第 1の接続部 7 2と、 複 数の第 2の突出部 7 7〇を有する第 2の接続部 7 7と、 第 1及び第 2の接続 部 7 2 , 7 7の外周を囲むとともに、 方向 （上下方向） に配置された第 1 及び第 2の突出部 7 2 0 , 7 7〇を収容する突出部収容部 4 2〇を複数有す るスプライン 4 2と、 を備えることで、 スプライン 4 2により、 第 1及び第 2の接続部 7 2 , 7 7の周方向の位置を規制することが可能となる。
これにより、 スプライン 4 2を介して、 電動モータ 2 8によりモータ軸 2 6が回転した際に発生するトルクをモータ軸 2 6からポンプ軸 3 7に伝達す ることができる。
[0056] 上記構成とされたスプライン 4 2は、 方向において、 第 1の突出部 7 2 〇と第 2の突出部 7 7〇とが重なるように、 ボルト孔 7 2巳におねじ部 3 9 巳 3を締結させ、 その後、 スぺーサ部材 4 4を隙間 に配置させた後、 第 1 及び第 2の接続部 7 2 , 7 7の外側に取り付けられる。
[0057] スぺーサ部材 4 4は、 第 1及び第 2のスぺーサ部材 8 1 , 8 2により構成 されている。
第 1のスぺーサ部材 8 1は、 平面視＜3字形状とされた板状の金属製部材で あり、 開口部 8 1 八を有する。 第 1のスぺーサ部材 8 1の厚さ IV! 1は、 隙間 の 方向の幅と等しい厚さとされている。
第 1のスぺーサ部材 8 1は、 開口部 8 1 八が植え込みボルト 3 9の外周面 と対向するように隙間 に配置されている。 第 1のスぺーサ部材 8 1は、 第 2の接続部 7 7の下端面 7 7 匕に当接される上面 8 1 3と、 第 1の接続部 7 2の上端面 7 2八匕に当接される下面 8 1 匕と、 を有する。 \¥0 2020/175508 12 卩（：171? 2020 /007589
[0058] 第 2のスぺーサ部材 8 2は、 平面視〇字形状とされた板状の金属製部材で あり、 開口部 8 2八を有する。 第 2のスぺーサ部材 8 2の厚さ IV! 2は、 隙間 の 方向の幅と等しい厚さとされている。
第 2のスぺーサ部材 8 2は、 開口部 8 2八が植え込みボルト 3 9の外周面 と対向するように隙間 に配置されている。 開口部 8 2八は、 植え込みボル 卜 3 9を介して、 開口部 8 1 八と対向している。
第 1及び第 2のスぺーサ部材 8 1 , 8 2としては、 例えば、 挟み金を用い ることが可能である。 第 1及び第 2のスぺーサ部材 8 1 , 8 2は、 予め隙間 の 方向の幅を計測した後に作成する。
[0059] このような構成とされたスぺーサ部材 4 4を有することで、 スぺーサ部材 4 4を介して、 下向きのハイ ドロ荷重をポンプ軸 3 7からモータ軸 2 6に伝 達することができる。
[0060] なお、 図 5では、 スぺーサ部材 4 4の一例として、 〇字形状とされた第 1及 び第 2のスぺーサ部材 8 1 , 8 2 （2つのスぺーサ部材） を例に挙げて説明 したが、 例えば、 図 6に示すような II字形状とされた 1つのスぺーサ部材 8 4を用いてもよい。 このようなスぺーサ部材 8 4を用いた場合もスぺーサ部 材 4 4と同様な効果を得ることができる。
[0061 ] 上述した植え込みボルト 3 9、 スプライン 4 2、 及びスぺーサ部材 4 4の 取付け及び取り外しは地上で行う。
ここで、 植え込みボルト 3 9、 スプライン 4 2、 及びスぺーサ部材 4 4の 取付け方法について説明する。
初めに、 植え込みボルト 3 9を締結する前の段階で、 第 1の接続部 7 2の 上端面 7 2八匕に第 1及び第 2のスぺーサ部材 8 1 , 8 2を配置させる。 次 いで、 方向において、 第 1の突出部 7 2〇と第 2の突出部 7 4〇とが重な るように、 植え込みボルト 3 9を第 2の接続部 7 7に締結させる。 その後、 第 1及び第 2の接続部 7 2 , 7 7の外側にスプライン 4 2を配置させる。
[0062] ここで、 植え込みボルト 3 9、 スプライン 4 2、 及びスぺーサ部材 4 4の 取り外し方法について説明する。 \¥0 2020/175508 13 卩（：171? 2020 /007589
初めに、 インナーエレメント 1 6を地上に引き上げる。 次いで、 第 1及び 第 2の接続部 7 2 , 7 7からスプライン 4 2を取り外す。 次いで、 ポンプ軸 3 7を回転させることで、 第 1の接続部 7 2と第 2の接続部 7 7の連結を解 除する。 その後、 スぺーサ部材 4 4を取り外す。
[0063] 複数のボンプ本体 4 7は、 複数のインペラ 8 6であり、 ボンプ軸本体 7 6 の外周面 7 6 3に設けられている。 複数のインペラ 8 6は、 方向に間隔を 空けて配置されている。
インペラ 8 6は、 円環形状とされたハブ 9 1 と、 円環形状とされたシュラ ウド 9 2 （カバー） と、 複数のブレード 9 3と、 を有する。
[0064] ハブ 9 1は、 円環形状とされており、 貫通部 9 1 八と、 ブレード形成面 9
1 3と、 を有する。 貫通部 9 1 八には、 ブレード形成面 9 1 3が下側を向く ようにボンプ軸本体 7 6が揷入されている。 ハブ 9 1は、 貫通部 9 1 八にポ ンプ軸本体 7 6が揷入された状態で、 ボンプ軸本体 7 6に固定されている。
[0065] シュラウド 9 2は、 円環形状とされたカバーであり、 ブレード形成面 9 2
3を有する。 シュラウド 9 2は、 ボンプ軸本体 7 6に揷入された状態で、 ハ ブ 9 1の下方に設けられている。 シュラウド 9 2は、 ブレード形成面 9 2 3 とブレード形成面 9 1 3とが間隔を空けて向かい合うように配置されている
[0066] 複数のブレード 9 3は、 ブレード形成面 9 1 3 , 9 2 3と接続された状態 で、 ハブ 9 1 とシュラウド 9 2との間に設けられている。 複数のブレード 9 3は、 ハブ 9 1の周方向に間隔を空けて配置されている。 互いに隣り合うブ レード 9 3間は、 液体が通過する流路として機能する。
[0067] 上記構成とされた複数のインペラ 8 6は、 ボンプ軸本体 7 6とともに回転 することで、 複数の第 2の液体流路 7 1 巳から導出された液体を上方 （地上 ） へと導く遠心ポンプとして機能する。
そして、 地上に向かう液体は、 インペラ 8 6を通過することで、 圧力が上 昇する。 このため、 インペラ 8 6を通過する度に、 液体の圧力が上昇してい \¥0 2020/175508 14 卩（：171? 2020 /007589
[0068] ポンプステータ 4 9は、 方向に延びる筒状の部材であり、 生産管 1 1の 内側に収容されている。
ポンプステータ 4 9は、 荷重受け部 9 5と、 第 2のシール部材 9 6と、 連 結管 9 7と、 ポンプケーシング 9 8と、 嵌合部材 9 9と、 第 1のシール部材 1 0 0と、 ボルト 1 0 3と、 を有する。
[0069] 荷重受け部 9 5は、 ポンプステータ 4 9の下部を構成している。 荷重受け 部 9 5は、 機械式スラスト軸受部 1 0 1 と、 電磁式スラスト軸受部 1 0 2と 、 を有する。
[0070] 機械式スラスト軸受部 1 0 1は、 第 1のスラスト軸受部本体 1 0 5と、 パ ッ ド部 1 0 7 , 1 0 8と、 を有する。
[0071 ] 第 1のスラスト軸受部本体 1 0 5は、 スラストカラー本体 3 1 八をリング 状に囲むようにモータ軸 2 6の外側に配置されている。 第 1のスラスト軸受 部本体 1 0 5は、 ポンプステータ 4 9の下端部を構成している。
第 1のスラスト軸受部本体 1 0 5は、 凹部 1 0 5八と、 第 2の傾斜面 1 0 5 3と、 外周面 1 0 5匕と、 リング状溝 1 0 5巳と、 を有する。
[0072] 凹部 1 0 5八は、 第 1のスラスト軸受部本体 1 0 5の内側に形成されてい る。 凹部 1 0 5八は、 スラストカラー本体 3 1 八及びパッ ド咅6 1 0 7 , 1 0 8を収容可能するリング状の凹部である。
第 2の傾斜面 1 0 5 3は、 第 1のスラスト軸受部本体 1 0 5の下端部外側 に形成されている。 第 2の傾斜面 1 0 5 3は、 第 1の傾斜面 2 2 3に対して 平行なリング状の傾斜面である。
[0073] 第 2の傾斜面 1 0 5 3は、 生産管 1 1内にポンプステータ 4 9が支持され る際、 第 1の傾斜面 2 2 3と面接触する。
第 2の傾斜面 1 0 5 3は、 生産管 1 1内にポンプステータ 4 9が支持され る際、 第 1の傾斜面 2 2 3と面接触する。 第 1の傾斜面 2 2 3と第 2の傾斜 面 1 0 5 3とが面接触する部分は、 ラジアル方向及びスラスト方向の荷重を 受ける。
[0074] このように、 生産管 1 1の上端から下端に向かう方向に対して生産管 1 1 \¥0 2020/175508 15 卩（：171? 2020 /007589
の中心軸〇！に向かう方向に傾斜したリング状の第 1の傾斜面 2 2 3を生産管 1 1 に形成するとともに、 ポンプステータ 4 9の下端部外側に、 第 1の傾斜 面 2 2 3と面接触するリング状の第 2の傾斜面 1 0 5 3を形成することで、
Figure imgf000017_0001
1 0 5 3により、 生産管 1 1の中心軸〇1にイ ンナーエレメントの中心軸〇2が近づくように、 生産管 1 1内にインナーエレ メント 1 6を案内し、 生産管 1 1 によりインナーエレメント 1 6を支持する ことが可能になる。
これにより、 生産管 1 1 に支持されたインナーエレメント 1 6の中心軸〇 2 と生産管 1 1の中心軸〇1との間の位置ずれを小さくすることができる。
[0075] また、 大きな荷重を受ける機械式スラスト軸受部 1 0 1 （荷重受け部 9 5 ） に第 2の傾斜面 1 0 5 3を形成することで、 第 1の傾斜面 2 2 3と第 2の 傾斜面 1 0 5 3とをしっかりと面接触させることができるとともに、 生産管 1 1 によりインナーエレメント 1 6をしっかりと支持することができる。
[0076] 外周面 1 0 5匕は、 第 2の傾斜面 1 0 5 3の上方に配置されており、 径方 向において生産管 1 1の内周面 1 1 8と対向している。 外周面 1 0 5 と内 周面 1 1 3との間には、 筒状の隙間が形成されている。
リング状溝 1 0 5巳は、 外周面 1 0 5匕から径方向内側に凹んだ溝であり 、 周方向において連続している。
[0077] パッ ド部 1 0 7は、 凹部 1 0 5八に収容されるとともに、 スラストカラー 本体 3 1 八の上面側に設けられている。 パッ ド部 1 0 7は、 凹部 1 0 5八の 周方向に配置されている。 パッ ド部 1 0 7は、 スラストカラー本体 3 1 八の 上面側を受けるパッ ドである。
パッ ド部 1 0 8は、 凹部 1 0 5八に収容されるとともに、 スラストカラー 本体 3 1 八の下面側に配置されている。 パッ ド部 1 0 8は、 凹部 1 0 5八の 周方向に配置されている。 パッ ド部 1 0 8は、 スラストカラー本体 3 1 八の 下面側を受けるパッ ドである。
パッ ド部 1 0 7 , 1 0 8としては、 例えば、 セラミックスパッ ドを用いる ことが可能である。 \¥0 2020/175508 16 卩（：171? 2020 /007589
[0078] 機械式スラスト軸受部 1 0 1は、 第 1のスラストカラー 3 1のスラスト方 向 （ 方向） の位置を規制する。 これにより、 機械式スラスト軸受部 1 0 1 は、 第 1のスラストカラー 3 1 を介して、 モータ軸 2 6の 方向の位置を規 制している。
[0079] 電磁式スラスト軸受部 1 0 2は、 機械式スラスト軸受部 1 0 1上に設けら れている。 電磁式スラスト軸受部 1 0 2は、 機械式スラスト軸受部 1 0 1の 上端と接続されている。
電磁式スラスト軸受部 1 0 2は、 第 2のスラスト軸受部本体 1 0 2八と、 凹部 1 0 2巳と、 電磁力発生部 1 0 2〇， 1 0 2 0と、 を有する。
[0080] なお、 スラストカラー本体 3 1 八， 3 4八が強磁性体の場合、 電磁力発生 部 1 0 2〇， 1 0 2 0を用いる。 スラストカラー本体 3 1 八， 3 4八が永久 磁石の場合、 電磁力発生部 1 0 2（3 , 1 0 2 0に替えて、 永久磁石を用いる
[0081 ] 第 2のスラスト軸受部本体 1 0 2八は、 第 2のスラストカラー 3 4のスラ ストカラー本体 3 4八をリング状に囲むようにモータ軸 2 6の外側に配置さ れている。
凹部 1 0 2巳は、 第 2のスラスト軸受部本体 1 0 2八の内側に形成されて いる。 凹部 1 0 2巳は、 スラストカラー本体 3 4 を収容可能するリング状 の凹部である。
[0082] 電磁力発生部 1 0 2〇は、 方向においてスラストカラー本体 3 4八の上 面と対向するように、 第 2のスラスト軸受部本体 1 0 2八に設けられている 電磁力発生部 1 0 2 0は、 方向においてスラストカラー本体 3 4八の下 面と対向するように、 第 2のスラスト軸受部本体 1 0 2八に設けられている
[0083] 電磁式スラスト軸受部 1 0 2は、 電磁力発生部 1 0 2〇， 1 0 2 0に電流 を流すことで発生する電磁力により、 第 2のスラストカラー 3 4のスラスト 方向 （ 方向） の位置を規制する。 これにより、 電磁式スラスト軸受部 1 〇 \¥0 2020/175508 17 卩（：171? 2020 /007589
2はモータ軸 2 6のスラスト方向の位置を規制している。
[0084] このように、 機械式スラスト軸受部 1 0 1及び電磁式スラスト軸受部 1 0
2を有することで、 回転するモータ軸 2 6のスラスト方向を 2つの軸受部に より支持することになるため、 スラスト方向に大きな荷重が加わった際でも モータ軸 2 6を安定して支持することができる。
[0085] 地上に汲み上げる液体が原油の場合、 機械式スラスト軸受部 1 0 1は、 パ ッ ド咅^ 1 0 7 , 1 0 8とスラストカラー本体 3 1 八との間に、 狭い隙間を安 定して形成するとともに、 該隙間に油膜を形成することで、 軸受として安定 した特性を発揮することが可能となる。
このため、 機械式スラスト軸受部 1 0 1及び電磁式スラスト軸受部 1 〇 2 に替えて、 2つの機械式スラスト軸受部 1 0 1 を設けた場合、 2つの機械式 スラスト軸受部 1 0 1のパッ ド咅6 1 0 7 , 1 0 8とスラストカラー本体 3 1 八との間に隙間を安定形成することが難しく、 2つの機械式スラスト軸受部 1 0 1 を軸受として十分に機能させることが困難となる。
したがって、 2つのスラスト軸受部としては、 機械式スラスト軸受部 1 0 1 と、 電磁式スラスト軸受部 1 0 2と、 の組み合わせが有効である。
[0086] 第 2のシール部材 9 6は、 リング状のシール部材であり、 径方向内側部分 がリング状溝 1 0 5巳に収容されている。 第 2のシール部材 9 6の径方向外 側部分は、 外周面 1 〇 5匕から径方向外側に突出するとともに、 生産管 1 1 の内周面 1 1 3に当接されている。
第 2のシール部材 9 6は、 外周面 1 0 5匕と内周面 1 1 3との間を周方向 においてシールしている。
[0087] このような構成とされた第 2のシール部材 9 6を有することで、 周方向に おいて、 外周面 1 0 5匕と内周面 1 1 3との間に形成された隙間を塞ぐこと が可能となる。 これにより、 面接触する第 1の傾斜面 2 2 3と第 2の傾斜面 1 0 5 3との間を通過した低圧の液体 （複数のポンプ本体 4 7を通過する前 の液体） が第 2のシール部材 9 6よりも上方に移動することを抑制できる。
[0088] 連結管 9 7は、 方向に延びる筒状の部材であり、 モータ軸 2 6及びスプ \¥0 2020/175508 18 卩（：171? 2020 /007589
ライン 4 2を収容している。 連結管 9 7とモータ軸 2 6及びスプライン 4 2 との間には、 複数のボンプ本体 4 7のうち、 一番下に配置されたボンプ本体 4 7に液体を導くための筒状の流路が形成されている。
連結管 9 7は、 下端が電磁式スラスト軸受部 1 0 2の上端と接続されてお り、 上端がポンプケーシング 9 8の下端と接続されている。 これにより、 連 結管 9 7は、 ポンプケーシング 9 8と荷重受け部 9 5とを連結している。
[0089] ポンプケーシング 9 8は、 ポンプケーシング本体 1 1 5と、 ベーン 1 1 7 と、 隔壁部 1 1 9と、 を有する。
[0090] ポンプケーシング本体 1 1 5は、 筒状の部材であり、 連結管 9 7上に設け られている。 ポンプケーシング本体 1 1 5は、 ポンプ軸本体 7 6のうち、 複 数のポンプ本体 4 7が設けられた領域、 及び複数のポンプ本体 4 7の周囲を 囲んでいる。
ポンプケーシング本体 1 1 5の内側には、 ポンプ本体 4 7を収容させるた めの空間 1 1 5八が複数形成されている。 複数の空間 1 1 5八は、 方向に 間隔を空けて配置されている。
[0091 ] ポンプケーシング本体 1 1 5は、 生産管 1 1の内側に収容されている。 ポ ンプケーシング本体 1 1 5の外周面 1 1 5 3と生産管 1 1の内周面 1 1 3と の間には、 円筒形状とされた隙間 1 2 1が形成されている。
[0092] ポンプケーシング本体 1 1 5には、 ポンプケーシング本体 1 1 5を径方向 に貫通する貫通部 1 1 5巳が形成されている。
貫通部 1 1 5巳は、 ポンプケーシング本体 1 1 5のうち、 方向に配置さ れた複数のポンプ本体 4 7のうち、 中間段に配置されたポンプ本体 4 7と対 向する部分に形成されている。
これにより、 貫通部 1 1 5巳を介して、 隙間 1 2 1 には、 ポンプケーシン グ本体 1 1 5の内側を流れる中間段の圧力とされた液体が流入する。
[0093] このように、 ポンプケーシング本体 1 1 5のうち、 方向に配置された複 数のポンプ本体 4 7のうち、 中間段に配置されたポンプ本体 4 7と対向する 部分に、 ポンプケーシング本体 1 1 5の外周面 1 1 5 3と生産管 1 1の内周 \¥0 2020/175508 19 卩（：171? 2020 /007589
面 1 1 3との間に形成された隙間 1 2 1 に連通する貫通部 1 1 5巳を形成す ることで、 ボンプ本体 4 7により中間段の圧力とされた液体を隙間 1 2 1 に 流入させることで、 ポンプケーシング 9 8の内側と外側との圧力差を小さく することが可能となる。
[0094] これにより、 貫通部 1 1 5巳が形成されたポンプケーシング本体 1 1 5に 要求される耐圧性能を低くすることが可能となるため、 ポンプケーシング本 体 1 1 5の径方向の厚さを薄くすることが可能となる。
つまり、 インナーエレメント 1 6の外周部を構成するポンプステータ 4 9 の外径を小さくすることが可能となる。 したがって、 インナーエレメント 1 6の外径を小型化することができる。
また、 ポンプケーシング本体 1 1 5の径方向の厚さを薄くすることが可能 となることで、 インペラ 8 6の外径を大きくすることができる。
なお、 貫通部 1 1 5巳の数は、 適宜設定することが可能である。
[0095] 隙間 1 2 1の下端側は、 周方向において、 インナーエレメント 1 6の自重 により、 第 1の傾斜面 2 2 3と第 2の傾斜面 1 0 5 3とが面接触している。 このため、 隙間 1 2 1 に流入した中間段の圧力とされた液体は、 隙間 1 2 1 よりも下方側に移動しにくい。
[0096] ベーン 1 1 7は、 ポンプケーシング本体 1 1 5の内周面のうち、 各空間 1
1 5八の上部を区画する面に設けられている。 ベーン 1 1 7は、 周方向に間 隔を空けて複数配置されている。
隔壁部 1 1 9は、 ポンプ軸本体 7 6を囲む環状の部材であり、 各空間 1 1 5八に配置された複数のベーン 1 1 7の内側に設けられている。 隔壁部 1 1 9は、 ハブ 9 1の上側に配置されている。 隔壁部 1 1 9は、 複数のベーン 1 1 7により支持されている。
隔壁部 1 1 9の下部は、 ハブ 9 1の上部の形状に対応する形状とされてい る。 隔壁部 1 1 9とポンプ軸本体 7 6及びハブ 9 1 との間には、 隙間が形成 されている。
ポンプケーシング本体 1 1 5の内周面、 隔壁部 1 1 9、 及び互いに隣り合 \¥0 2020/175508 20 卩（：171? 2020 /007589
うべーン 1 1 7とで区画された空間は、 ポンプ本体 4 7を経由した液体が流 れる流路として機能する。
[0097] 嵌合部材 9 9は、 リング状の部材であり、 ポンプケーシング本体 1 1 5の 上端に設けられている。 嵌合部材 9 9は、 周方向に配置された複数のボルト 1 0 3により、 ポンプケーシング本体 1 1 5に固定されている。
嵌合部材 9 9の外周部は、 ポンプケーシング本体 1 1 5の外周面 1 1 5 3 から径方向外側に突出している。
[0098] 嵌合部材 9 9は、 径方向において、 生産管 1 1の内周面 1 1 3と対向する 外周面 9 9 3を有する。 嵌合部材 9 9は、 外周面 9 9 3が内周面 1 1 3に当 接された状態で、 生産管 1 1 に嵌合されている。 嵌合部材 9 9は、 生産管 1 1 を介してラジアル方向の力を受ける。
嵌合部材 9 9は、 外周面 9 9 3から中心軸〇 2側に凹んだリング状の凹部 9 9八を有する。 凹部 9 9八は、 周方向において、 外周面 9 9 3から露出され ている。
[0099] 第 1のシール部材 1 0 0は、 凹部 9 9八に配置されている。 第 1のシール 部材 1 0 0は、 生産管 1 1の内周面 1 1 3に対して当接されている。
これにより、 第 1のシール部材 1 0 0は、 周方向において、 嵌合部材 9 9 の外周面 9 9 8と生産管 1 1の内周面 1 1 8との間をシールしている。 した がって、 隙間 1 2 1 に流入した中間段の圧力とされた流体が隙間 1 2 1 より も上方に逃げない構成とされている。
第 1のシール部材 1 0 0としては、 例えば、 〇リングを用いることが可能 である。
[0100] このような構成とされた第 1のシール部材 1 0 0と、 先に説明した第 2の シール部材 9 6と、 を有することで、 隙間 1 2 1の上端及び下端をシールす ることが可能となる。
これにより、 隙間 1 2 1 に流入した中間段の圧力とされた液体が隙間 1 2 1の下端側から逃げることや隙間 1 2 1 に流入した中間段の圧力とされた液 体が隙間 1 2 1の下端側から逃げることを抑制可能になるとともに、 隙間 1 \¥0 2020/175508 21 卩（：171? 2020 /007589
2 1の上端側から押圧の液体が隙間 1 2 1内に流れ込むことや隙間 1 2 1 に 流入した中間段の圧力とされた液体が隙間 1 2 1の上端側から逃げることを 抑制可能となる。
したがって、 中間段の圧力とされた流体が流入する隙間 1 2 1 を気密する ことが可能となるので、 ポンプステータ 4 9の内側の圧力と隙間 1 2 1の圧 力 （ポンプステータ 4 9の外側の圧力） との圧力差が小さい状態を維持する ことができる。
[0101 ] なお、 図 1及び図 8では、 第 1のシール部材 1 0 0として、 〇リングを用 いた場合を例に挙げて図示したが、 第 1のシール部材 1 0 0に替えて、 図 9 に示す第 1のシール部材 1 2 3を用いてもよい。
[0102] 第 1のシール部材 1 2 3は、 嵌合部材 9 9の外周面 9 9 3を覆う樹脂ライ ナー 1 2 5で構成されている。 樹脂ライナー 1 2 5は、 リング状とされた外 周面 1 2 5 8を有する。
樹脂ライナー 1 2 5の外周面 1 2 5 3は、 生産管 1 1の内周面 1 1 3に当 接されている。
[0103] 本実施形態のポンプ 1 0によれば、 ポンプケーシング本体 1 1 5のうち、 方向に配置された複数のポンプ本体 4 7のうち、 中間段に配置されたボン プ本体 4 7と対向する部分に、 ポンプケーシング本体 1 1 5の外周面 1 1 5 3と生産管 1 1の内周面 1 1 3との間に形成された隙間 1 2 1 に連通する貫 通部 1 1 5巳を形成することで、 ボンプ本体 4 7により中間段の圧力とされ た液体を隙間 1 2 1 に流入させることで、 ポンプケーシング 9 8の内側と外 側との圧力差を小さくすることが可能となる。
[0104] これにより、 貫通部 1 1 5巳が形成されたポンプケーシング本体 1 1 5に 要求される耐圧性能を低くすることが可能となるため、 ポンプステータ 4 9 のうち、 他の部分よりも高い耐圧性が必要となるポンプケーシング本体 1 1 5の径方向の厚さを薄くすることが可能となる。
つまり、 インナーエレメント 1 6の外周部を構成するポンプステータ 4 9 の外径を小さくすることが可能となる。 したがって、 インナーエレメント 1 \¥0 2020/175508 22 卩（：171? 2020 /007589
6の外径を小型化することができる。
[0105] なお、 本実施形態では、 一例として、 リング状溝 1 0 5巳に配置された第
2のシール部材 9 6を用いて、 シールする場合を例に挙げて説明したが、 リ ング状溝 1 0 5巳及び第 2のシール部材 9 6に替えて、 図 1 0に示すポンプ 1 3 0のようにフッ素系樹脂部材 1 2 8を用いてもよい。
[0106] フッ素系樹脂部材 1 2 8は、 第 2の傾斜面 1 0 5 3を覆うように設けられ ている。 フッ素系樹脂部材 1 2 8は、 第 1の傾斜面 2 2 3と面接触する第 3 の傾斜面 1 2 8 3を有する。 フッ素系樹脂部材 1 2 8の材料としては、 例え ば、 テフロン （登録商標） を用いることが可能である。
このような構成とされたフッ素系樹脂部材 1 2 8を設けることで、 第 2の シール部材 9 6と同様な効果を得ることができる。
また、 リング状溝 1 0 5巳、 第 2のシール部材 9 6、 及びフッ素系樹脂部 材 1 2 8を併用してもよい。
[0107] 以上、 本発明の好ましい実施形態について詳述したが、 本発明はかかる特 定の実施形態に限定されるものではなく、 特許請求の範囲内に記載された本 発明の要旨の範囲内において、 種々の変形 ·変更が可能である。
産業上の利用可能性
[0108] 本発明は、 ポンプに適用可能である。 符号の説明
[0109] 5 掘削管
6 . 2 1 筒状部
7 . 2 2 支持部
7 ^ , 8 1 ， 8 2 上面
1 0 , 1 3 0 ポンプ
1 1 生産管
1 1 3 , 2 3 3 内周面
1 3 ラジアル軸受
1 4 モータステータ \¥02020/175508 23 卩（：171? 2020 /007589
1 6 インナーエレメント
2 1 筒状部
223 第 1の傾斜面
22匕 傾斜面
23 モータステータ収容部
23 収容空間
26 モータ軸
263, 7 1 3, 77八匕 下端面
27 磁気部品
28 電動モータ
3 1 第 1のスラストカラー
3 1 八， 34八 スラストカラー本体
32 第 1の位置規制部材
34 第 2のスラストカラー
35 第 2の位置規制部材
37 ポンプ軸
39 植え込みボルト
39 上端部
39巳 下端部
39巳 3 おねじ部
42 スプライン
42八 スプライン本体
42巳 軸部収容部
420 突出部収容部
44, 84 スぺーサ部材
47 ポンプ本体
49 ポンプステータ
54 シール部材 \¥02020/175508 24 卩（：171? 2020 /007589
7 1 流路形成軸部
7 1 第 1の液体流路
7 1 13, 72八 3, 763, 77八 3, 993, 1 05 !〇, 1 1 53, 1
253 外周面
7 1 巳 第 2の液体流路
7 1 0 切欠き部
7 1 0 第 1の取り付け部
7 1 巳 第 1のおねじ部
7 1 第 2の取り付け部
7 1 0 第 2のおねじ部
72 第 1の接続部
72八 第 1の軸部
72八匕 上端面
72巳 ボルト孔
720 第 1の突出部
76 ポンプ軸本体
77 第 2の接続部
77八 第 2の軸部
77巳 ねじ穴
770 第 2の突出部
81 第 1のスぺーサ部材
Figure imgf000026_0001
81 八， 82八 開口部
82 第 2のスぺーサ部材
86 インペラ
9 1 ハブ
9 1 3, 923 ブレード形成面
9 1 ， 1 1 56 貫通部 \¥02020/175508 25 卩（：171? 2020 /007589
92 シュラウド
93 ブレード
95 荷重受け部
96 第 2のシール部材
97 連結管
98 ポンプケーシング
99 嵌合部材
99八， 1 02巳， 1 05八 凹咅6
1 00, 1 23 第 1のシール部材
1 01 機械式スラスト軸受部
1 02 電磁式スラスト軸受部
1 02八 第 2のスラスト軸受部本体
1 020, 1 020 電磁力発生部
1 03 ボルト
1 05 第 1のスラスト軸受部本体
1 053 第 2の傾斜面
1 05巳 リング状溝
1 07, 1 08 パッ ド部
1 1 5 ポンプケーシング本体
1 1 5八 空間
1 1 7 ベーン
1 1 9 隔壁部
1 25 樹脂ライナ_
1 28 フッ素系樹脂部材
1 283 第 3の傾斜面
八， 巳 領域
， 1 2 1 隙間
1\/12 厚さ \¥0 2020/175508 26 卩（：17 2020 /007589
〇 1， 〇 2 中心軸

Claims

\¥0 2020/175508 27 卩（：17 2020 /007589 請求の範囲
[請求項 1 ] 地下の液体を地上に汲み上げる複数のポンプ本体、 鉛直方向に延び るとともに、 前記複数のポンプ本体が前記鉛直方向に配置されたポン プ軸、 前記ポンプ軸の一端と接続され、 前記鉛直方向に延びるモータ 軸、 前記モータ軸の外周面に設けられた磁気部品、 及び前記複数のポ ンプ本体を収容する筒状とされ、 前記ポンプ軸と同じ方向に延びるポ ンプステータを有するインナーエレメントと、
前記鉛直方向に延びた筒状とされ、 内側に前記インナーエレメント を収容するとともに、 前記インナーエレメントを支持する生産管と、 前記生産管の下部に配置され、 前記磁気部品とともに電動モータを 構成するモータステータと、
を備え、
前記生産管と前記ポンプステータとの間には、 円筒形状とされた隙 間が形成されており、
前記ポンプステータは、 前記複数のポンプ本体を囲む筒状とされた ポンプケーシングを有し、
前記ボンプケーシングは、 径方向に前記ボンプケーシングを貫通し 、 前記隙間に連通する貫通部が形成されており、
前記貫通部は、 前記ポンプケーシングのうち、 前記複数のポンプ本 体の中間段に位置するポンプ本体と前記径方向において対向する部分 に形成されているポンプ。
[請求項 2] 前記ボンプステータは、 前記ボンプケーシングの上端に設けられ、 前記生産管の内周面に嵌合されるリング状の嵌合部材と、
前記嵌合部材の外周面と前記生産管の内周面との間を周方向におい てシールする第 1のシール部材と、
前記貫通部が形成された位置よりも下方で、 かつ前記生産管が前記 インナーエレメントを支持する位置よりも上方に配置され、 前記ポン プステータの外周面と前記生産管の内周面との間を周方向においてシ \¥0 2020/175508 28 卩（：171? 2020 /007589
_ルする第 2のシール部材と、
を有する請求項 1記載のポンプ。
[請求項 3] 前記第 1及び第 2のシール部材は、 〇リングである請求項 2記載の ポンプ。
[請求項 4] 前記第 1のシール部材は、 前記嵌合部材の外周面を覆うとともに、 前記生産管の内周面に当接される樹脂ライナーであり、
前記第 2のシール部材は、 〇リングである請求項 2記載のポンプ。
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