WO2022065243A1 - 流体ポンプ及び流体移送装置 - Google Patents

Abstract

流体ポンプは、回転軸と、モータ部と、ポンプ部とを備える。回転軸は、中心軸と、第１端と、第２端と、第１軸部と、第２軸部とを有する。モータ部は、内周面を含むモータケーシングと、モータステータと、モータロータと、第１ラジアル磁気軸受及び第２ラジアル磁気軸受と、冷却ジャケットとを有する。ポンプ部は、インペラと、インペラが収納されるポンプ室が内部に形成されたインペラケーシングとを有する。冷却ジャケットは、中心軸方向においてモータステータと少なくとも部分的に重なる位置に配置されている。中心軸方向においてモータステータと重なる位置にある外周面は、中心軸周りの螺旋状に形成された第１螺旋溝を含む。第２ラジアル磁気軸受の中心軸に沿う方向における幅は、第１ラジアル磁気軸受の中心軸に沿う方向における幅よりも大きい。

Description

流体ポンプ及び流体移送装置

　本発明は、流体ポンプ及び流体移送装置に関する。

　特許文献１（特開２０１８－１６２８６５号公報）には、低温流体ポンプが記載されている。特許文献１に記載の低温流体ポンプは、シャフトと、モータ部と、ポンプ部とを有している。

　シャフトは、第１部分と、シャフトの中心軸方向に沿って第１部分から延在している第２部分とを有している。モータ部は、第１筐体と、モータステータと、第１ラジアル磁気軸受と、第２ラジアル磁気軸受とを有している。モータステータは、第１筐体の内部に配置されている。モータステータに通電が行われることにより、シャフトは、中心軸周りに回転駆動される。第１ラジアル磁気軸受及び第２ラジアル磁気軸受は、シャフトの中心軸方向においてモータステータを両側から挟み込むように配置されており、シャフトの第１部分を回転可能に支持している。

　ポンプ部は、インペラと、第２筐体とを有している。インペラは、シャフトの先端（第２部分の先端）に取り付けられている。第２筐体の内部には、インペラが配置されるポンプ室が形成されている。第２筐体は、ポンプ室に連通している流入口及び流出口を有している。

　特許文献１に記載の低温流体ポンプは、ポンプ部が容器の内部に位置するように容器に取り付けられる。容器の内部には、液体窒素等の低温流体が貯留されている。シャフトの回転に伴い、インペラがポンプ室内で回転する。インペラの回転に伴う遠心力により、流入口から低温流体がポンプ室に流入するとともに、流出口から流出する。流出口から流出した低温流体は、容器を貫通しているとともに流出口に接続された流通管路により、冷却対象物へと供給される。

特開２０１８－１６２８６５号公報

　上記のとおり、シャフトを回転させるためには、モータステータに対する通電を行う必要がある。モータステータに対する通電により、モータステータが発熱する。モータステータにおいて発生した熱は、シャフトを介してポンプ部に伝達され、容器の内部に貯留された低温流体の温度を上昇させる。これにより、容器の内部に貯留されている低温流体の一部が気化される。気化した低温流体がポンプ室に流入すると、ポンプ効率が低下する。

　本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、モータステータにおける発熱がポンプ部に伝達されることを抑制可能な流体ポンプを提供するものである。

　本発明の一態様に係る流体ポンプは、回転軸と、モータ部と、ポンプ部とを備える。回転軸は、中心軸と、中心軸に沿う中心軸方向における端である第１端と、第１端の反対側の端である第２端と、第１端から第２端に向かって延在している第１軸部と、第１軸部から第２端に向かって延在している第２軸部とを有する。モータ部は、内周面を含むモータケーシングと、モータケーシングの内部に配置されているモータステータと、モータステータと対向するようにモータケーシングの内部に配置されているとともに、第１軸部の一部によって構成されているモータロータと、中心軸方向においてモータステータよりも第１端側に位置するようにモータケーシングの内部に配置されている第１ラジアル磁気軸受と、中心軸方向においてモータステータよりも第２端側に位置するようにモータケーシングの内部に配置されている第２ラジアル磁気軸受と、外周面を含むとともに、外周面が内周面に接するように中心軸方向に直交する径方向においてモータケーシングとモータステータとの間に配置されている冷却ジャケットとを有する。ポンプ部は、第２軸部の第２端側に取り付けられたインペラと、インペラが収納されるポンプ室が内部に形成されたインペラケーシングとを有する。冷却ジャケットは、中心軸方向において、モータステータと少なくとも部分的に重なる位置に配置されている。中心軸方向においてモータステータと重なる位置にある外周面は、中心軸周りの螺旋状に形成された第１螺旋溝を含む。第２ラジアル磁気軸受の中心軸に沿う方向における幅は、第１ラジアル磁気軸受の中心軸に沿う方向における幅よりも大きい。

　上記流体ポンプにおいて、冷却ジャケットは、中心軸方向における端である第３端と、第３端の反対側の端であるとともに、第３端よりも第１端から離れた位置にある第４端とを有していてもよい。冷却ジャケットは、第４端が第２ラジアル磁気軸受の中心軸方向における中央よりも第２端に近い位置に達するように延在していてもよい。中心軸方向において第２ラジアル磁気軸受と重なる位置にある外周面は、中心軸周りの螺旋状に形成された第２螺旋溝を含んでいてもよい。

　上記流体ポンプにおいて、外周面は、第１螺旋溝の第３端側の端部に接続された第１円周溝と、中心軸方向において第１螺旋溝と第２螺旋溝との間にあるとともに、第１螺旋溝及び第２螺旋溝に接続されている第２円周溝と、第２螺旋溝の第４端側の端部に接続された第３円周溝とをさらに含んでいてもよい。

　上記流体ポンプにおいて、モータケーシングには、第１円周溝に連通している第１冷媒入口と、第２円周溝に連通している冷媒出口と、第３円周溝に連通している第２冷媒入口とが形成されていてもよい。

　上記流体ポンプにおいて、モータケーシングには、第１円周溝に連通している第１冷媒出口と、第２円周溝に連通している冷媒入口と、第３円周溝に連通している第２冷媒出口とが形成されていてもよい。

　本発明の一態様に係る流体移送装置は、容器と、ポンプ部が容器の内部に位置するように容器に取り付けられた上記流体ポンプとを備える。

　本発明の一態様に係る流体ポンプにおいては、冷却ジャケットの外周面に形成された第１螺旋溝及びモータケーシングの内周面で画された流路に冷媒を流すことにより、モータステータを冷却することができる。また、本発明の一態様に係る流体ポンプにおいては、第２ラジアル磁気軸受の中心軸方向における幅が第１ラジアル軸受の中心軸方向における幅よりも大きくなっているため、モータステータとポンプ部との距離を相対的に大きく確保することができる。そのため、本発明の一態様に係る流体ポンプによると、モータステータにおける発熱がポンプ部に伝達されることを抑制できる。

流体ポンプ１０の断面図である。 流体ポンプ１０における冷却ジャケット２７の側面図である。 流体移送装置１００の正面図である。 流体移送装置１００の断面図である。 流体ポンプ１０Ａの断面図である。 流体ポンプ１０Ａにおける冷却ジャケット２７の側面図である。 流体ポンプ１０Ｂの断面図である。

　実施形態の詳細を、図面を参酌しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。

　（第１実施形態）
　以下に、第１実施形態に係る流体ポンプ（以下「流体ポンプ１０」とする）の構成を説明する。

　図１は、流体ポンプ１０の断面図である。図１に示されるように、流体ポンプ１０は、回転軸１と、モータ部２と、ポンプ部３とを有している。

　＜回転軸１の詳細構成＞
　図１に示されるように、回転軸１は、中心軸Ａを有している。回転軸１は、中心軸Ａに沿う方向（以下「中心軸方向」とする）において、第１端１ａと、第２端１ｂとを有している。第２端１ｂは、第１端１ａの反対側の端である。

　回転軸１は、第１軸部１１と、第２軸部１２とを有している。第１軸部１１は、第１端１ａから第２端１ｂに向かって延在している。第２軸部１２は、第１軸部１１から第２端１ｂに向かって延在している。第１軸部１１の直径は、第２軸部１２の直径よりも大きいことが好ましい。

　＜モータ部２の詳細構成＞
　図１に示されるように、モータ部２は、モータケーシング２１と、モータステータ２２と、モータロータ２３と、ラジアル磁気軸受２４と、ラジアル磁気軸受２５と、スラスト磁気軸受２６と、冷却ジャケット２７とを有している。

　モータケーシング２１には、第１軸部１１が収納されている。このことを別の観点から言えば、第１軸部１１は、モータケーシング２１に収納される回転軸１の部分である。モータケーシング２１は、有底筒状の形状を有している。モータケーシング２１は、第１ケーシング２１ａと、第２ケーシング２１ｂと、ケーシング蓋２１ｃとを有している。モータケーシング２１は、内周面２１ｄを有している。

　第１ケーシング２１ａは、筒状の形状を有している。第１ケーシング２１ａは、中心軸方向に沿って延在している。第２ケーシング２１ｂは、筒状の形状を有している。第２ケーシング２１ｂは、中心軸方向に沿って延在している。第２ケーシング２１ｂは、第１ケーシング２１ａの上端に接続されている。第１ケーシング２１ａと第２ケーシング２１ｂとの間の接続は、例えばボルト及びナットにより行われる。ケーシング蓋２１ｃは、平板状の形状を有している。ケーシング蓋２１ｃは、第２ケーシング２１ｂの上端に取り付けられている。これにより、第２ケーシング２１ｂの上端が閉塞されている。

　モータケーシング２１は、冷媒入口２１ｅと、冷媒出口２１ｆとを有している。冷媒入口２１ｅは、後述する円周溝２７ｃｃに連通しており、冷媒出口２１ｆは、後述する円周溝２７ｃｂに連通している。冷媒入口２１ｅからは冷媒が導入され、冷媒出口２１ｆからは冷媒が排出される。冷媒は、例えば水である。

　モータステータ２２は、モータケーシング２１の内部に配置されている。より具体的には、モータステータ２２は、第１ケーシング２１ａの内部に配置されている。モータステータ２２は、ステータコアにステータコイルが巻き回されることにより構成されている。

　モータロータ２３は、例えば、第１軸部１１の一部である。モータロータ２３は、永久磁石により形成されている。モータロータ２３は、中心軸Ａを通るとともに中心軸方向に直交する方向（以下「径方向」という）においてモータステータ２２に対向するように配置されている。このことを別の観点から言えば、モータステータ２２は、モータロータ２３の周囲に配置されている。インバータ回路（図示せず）等によりステータコイルに流れる電流の方向が順次切り替えられることにより、モータステータ２２が発生させる磁場の向きが順次切り替えられる。これにより、モータロータ２３に対する推進力が発生し、回転軸１が中心軸Ａ周りに回転する。なお、ステータコイルに電流が流れることにより（すなわちモータ部２が回転軸１を回転させることにより）、モータロータ２３が発熱する。

　ラジアル磁気軸受２４は、モータケーシング２１（より具体的には、第１ケーシング２１ａ）の内部に配置されている。ラジアル磁気軸受２４は、回転軸１（より具体的には、第１軸部１１）の中心軸Ａ周りに回転可能に支持している。ラジアル磁気軸受２４は、回転軸１に加わるラジアル方向の荷重（径方向の荷重）を支持している。

　ラジアル磁気軸受２５は、モータケーシング２１（より具体的には、第１ケーシング２１ａ）の内部に配置されている。ラジアル磁気軸受２５は、回転軸１（より具体的には、第１軸部１１）の中心軸Ａ周りに回転可能に支持している。ラジアル磁気軸受２５は、回転軸１に加わるラジアル方向の荷重（径方向の荷重）を支持している。

　ラジアル磁気軸受２４は、中心軸方向において、モータステータ２２よりも第１端１ａ側に配置されている。ラジアル磁気軸受２５は、中心軸方向において、モータステータ２２よりも第２端１ｂ側に配置されている。すなわち、ラジアル磁気軸受２４及びラジアル磁気軸受２５は、中心軸方向において、モータステータ２２を挟み込むように配置されている。

　ラジアル磁気軸受２４は、中心軸方向において、幅Ｗ１を有している。ラジアル磁気軸受２５は、中心軸方向において、幅Ｗ２を有している。幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも大きくなっている。

　スラスト磁気軸受２６は、モータケーシング２１の内部に配置されている。スラスト磁気軸受２６は、回転軸１に加わるスラスト方向の荷重（中心軸方向の荷重）を支持している。なお、ラジアル磁気軸受２４、ラジアル磁気軸受２５及びスラスト磁気軸受２６は、電磁力による磁気浮上を利用するため、回転軸１を非接触で支持することになる。

　冷却ジャケット２７は、筒状の形状を有している。冷却ジャケット２７は、中心軸方向に沿って延在している。冷却ジャケット２７は、中心軸方向において、第３端２７ａと、第４端２７ｂとを有している。第４端２７ｂは、第３端２７ａの反対側の端である。第４端２７ｂは、第３端２７ａよりも第１端１ａから離れた位置にある。冷却ジャケット２７は、中心軸方向において、モータステータ２２に重なる位置に配置されている。このことを別の観点から言えば、第３端２７ａは、モータステータ２２の第２端１ｂ側の端よりも第１端１ａに近い位置にあり、第４端２７ｂは、モータステータ２２の第１端１ａ側の端よりも第１端１ａから離れた位置にある。好ましくは、第３端２７ａは、モータステータ２２の中心軸方向における中央よりも第１端１ａに近い位置にあり、第４端２７ｂは、モータステータ２２の第２端１ｂ側の端に達している。

　冷却ジャケット２７は、外周面２７ｃを有している。冷却ジャケット２７は、外周面２７ｃが内周面２１ｄと接するように、径方向においてモータケーシング２１とモータステータ２２との間に配置されている。

　図２は、流体ポンプ１０における冷却ジャケット２７の側面図である。図１及び図２に示されるように、中心軸方向においてモータステータ２２と重なる位置にある外周面２７ｃには、螺旋溝２７ｃａと、円周溝２７ｃｂと、円周溝２７ｃｃとが形成されている。螺旋溝２７ｃａは、中心軸Ａ周りの螺旋状に形成された溝である。円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｃは、中心軸Ａ周りの円周状に形成された溝である。このことを別の観点から言えば、中心軸方向に直交する側面視において、螺旋溝２７ｃａの延在方向は中心軸方向に対して傾いており、円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｃの延在方向は中心軸に直交している。外周面２７ｃは、螺旋溝２７ｃａ、円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｃにおいて窪んでいる。

　円周溝２７ｃｂは、螺旋溝２７ｃａの第３端２７ａ側の端部に接続されている。円周溝２７ｃｃは、螺旋溝２７ｃａの第４端２７ｂ側の端部に接続されている。

　上記のとおり、外周面２７ｃは内周面２１ｄに接しているため、螺旋溝２７ｃａ、円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｃと内周面２１ｄとにより、流路が形成されている。上記のとおり、冷媒入口２１ｅは円周溝２７ｃｃに連通しており、冷媒出口２１ｆは円周溝２７ｃｂに連通しているため、冷媒入口２１ｅから導入された冷媒は、上記の流路を流れ、冷媒出口２１ｆから排出される。

　＜ポンプ部３の詳細構成＞
　図１に示されるように、ポンプ部３は、インペラ３１と、インペラケーシング３２と、シャフトカバー３３とを有している。

　インペラ３１は、回転軸１に取り付けられている。より具体的には、インペラ３１は、第２軸部１２の先端部（第２軸部１２の第１軸部１１とは反対側の端部）に取り付けられている。

　インペラケーシング３２は、上面３２ａと、底面３２ｂと、挿通孔３２ｃと、ポンプ室３２ｄと、吸込口３２ｅと、吐出口３２ｆと、流路３２ｇとを有している。

　上面３２ａは、モータ部２側を向く面である。底面３２ｂは、上面３２ａの反対面である。挿通孔３２ｃは、上面３２ａから底面３２ｂに向かう方向に沿って、インペラケーシング３２を貫通している。挿通孔３２ｃには、回転軸１（第２軸部１２）が挿通されている。ポンプ室３２ｄは、インペラケーシング３２の内部に形成されている。ポンプ室３２ｄは、インペラ３１が収納されるインペラケーシング３２の内部空間である。ポンプ室３２ｄは、インペラケーシング３２の内部において、挿通孔３２ｃに接続されている。ポンプ室３２ｄよりも上面３２ａ側にある挿通孔３２ｃの部分を第１部分３２ｃａといい、ポンプ室３２ｄよりも底面３２ｂ側にある挿通孔３２ｃの部分を第２部分３２ｃｂという。第１部分３２ｃａの内壁面と回転軸１（第２軸部１２）の外周面との間は、液密にシールされている。

　吸込口３２ｅは、第２部分３２ｃｂを介して、ポンプ室３２ｄに連通している。吐出口３２ｆは、インペラケーシング３２の内部に形成された流路３２ｇを介して、ポンプ室３２ｄに連通している。回転軸１の回転に伴い、ポンプ室３２ｄ内においてインペラ３１が回転する。流体は、インペラ３１の回転に伴う遠心力により、吸込口３２ｅからポンプ室３２ｄへと吸い込まれるとともに、ポンプ室３２ｄから吐出口３２ｆへと吐出される。

　シャフトカバー３３は、インペラケーシング３２とモータ部２との間にある回転軸１を覆っている。シャフトカバー３３は、一方端において上面３２ａに接続されており、他方端においてモータケーシング２１に接続されている。これにより、モータ部２とポンプ部３とが一体化されている。なお、シャフトカバー３３とインペラケーシング３２とは、一体に形成されていてもよい。

　＜流体ポンプ１０を用いた流体移送装置＞
　以下に、流体ポンプ１０を用いた流体移送装置（以下「流体移送装置１００」とする）の構成を説明する。

　図３は、流体移送装置１００の正面図である。図４は、流体移送装置１００の断面図である。図３及び図４に示されるように、流体移送装置１００は、流体ポンプ１０と、容器２０と、管路３０と、管路４０とを有している。

　容器２０は、例えば真空容器である。容器２０は、容器本体２０ａと、圧力壁２０ｂとを有している。容器本体２０ａは、上端に開口を有している。圧力壁２０ｂは、容器本体２０ａの上端に取り付けられることにより、容器本体２０ａの開口を閉塞するとともに、容器２０の内部空間を画している。容器２０の内部には、流体が貯留されている。容器２０の内部に貯留される流体は、例えば、液体窒素等の低温流体である。

　流体ポンプ１０は、ポンプ部３が容器２０の内部に位置するように容器２０に取り付けられている。より具体的には、流体ポンプ１０は、モータ部２（モータケーシング２１）が圧力壁２０ｂ上に固定されることにより、容器２０に取り付けられている。

　管路３０は、一方端が容器２０の内部に位置するように圧力壁２０ｂを貫通している。図示されていないが、管路３０の他方端は、低温流体の供給源に接続されている。すなわち、管路３０を介して、容器２０の内部に低温流体が供給される。管路４０は、一方端において吐出口３２ｆに接続されるように圧力壁２０ｂを貫通している。なお、管路４０の他方端は、超電導ケーブル等の冷却対象物に接続されている。

　回転軸１を回転させることにより、インペラ３１が回転する。インペラ３１の回転に伴う遠心力により、容器２０の内部に貯留されている低温流体が吸込口３２ｅから吸い込まれ、吐出口３２ｆから吐出される。吐出口３２ｆから吐出された低温流体は、管路４０を介して冷却対象物に供給される。このようにして、流体移送装置１００により、低温流体の供給源から容器２０を介して冷却対象物へと低温流体が移送される。

　＜流体ポンプ１０の効果＞
　以下に、流体ポンプ１０の効果を説明する。

　流体ポンプ１０においては、外周面２７ｃに形成された螺旋溝２７ｃａ及び内周面２１ｄで画された流路に冷媒を流すことにより、モータステータ２２を冷却できる。また、流体ポンプ１０においては、幅Ｗ２が幅Ｗ１よりも大きくなっているため、モータステータ２２とポンプ部３との距離を相対的に大きく確保することができる。そのため、流体ポンプ１０によると、モータステータ２２における発熱がポンプ部３に伝達されることを抑制できる。その結果、容器２０の内部に貯留されている低温流体の気化及び気化した低温流体のポンプ室３２ｄへの流入に伴うポンプ効率の低下を抑制できる。

　流体ポンプ１０においては、外周面２７ｃに円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｃが形成されていることにより、冷却ジャケット２７が中心軸Ａ周りに回転した状態でモータケーシング２１に取り付けられたとしても、冷媒入口２１ｅ及び冷媒出口２１ｆを円周溝２７ｃｃ及び円周溝２７ｃｂにそれぞれ連通させることができる。

　（第２実施形態）
　以下に、第２実施形態に係る流体ポンプ（以下「流体ポンプ１０Ａ」とする）の構成を説明する。ここでは、流体ポンプ１０の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

　図５は、流体ポンプ１０Ａの断面図である。図５に示されるように、流体ポンプ１０Ａは、回転軸１と、モータ部２と、ポンプ部３とを有している。回転軸１は、中心軸Ａと、第１端１ａと、第２端１ｂと、第１軸部１１と、第２軸部１２とを有している。モータ部２は、モータケーシング２１と、モータステータ２２と、モータロータ２３と、ラジアル磁気軸受２４と、ラジアル磁気軸受２５と、スラスト磁気軸受２６と、冷却ジャケット２７とを有している。ポンプ部３は、インペラ３１と、インペラケーシング３２と、シャフトカバー３３とを有している。これらの点に関して、流体ポンプ１０Ａの構成は、流体ポンプ１０の構成と共通している。なお、流体ポンプ１０Ａにおいて、幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも大きいことが好ましいが、幅Ｗ１に等しくてもよく、幅Ｗ１よりも小さくてもよい。

　流体ポンプ１０Ａの構成は、冷却ジャケット２７の詳細及びモータケーシング２１の詳細に関して、流体ポンプ１０の構成と異なっている。以下においては、これらの点を詳説する。

　＜冷却ジャケット２７の詳細構成＞
　冷却ジャケット２７は、中心軸方向において、モータステータ２２及びラジアル磁気軸受２５と重なる位置に配置されている。より具体的には、冷却ジャケット２７は、第４端２７ｂがラジアル磁気軸受２５の中心軸方向における中央よりも第２端１ｂに近い位置まで延在している。なお、中心軸方向においてラジアル磁気軸受２５と重なる位置にある冷却ジャケット２７は、径方向において、ラジアル磁気軸受とモータケーシング２１との間にある。

　図６は、流体ポンプ１０Ａにおける冷却ジャケット２７の側面図である。図５及び図６に示されるように、中心軸方向においてラジアル磁気軸受２５と重なる位置にある外周面２７ｃには、螺旋溝２７ｃｄと、円周溝２７ｃｅとが形成されている。なお、流体ポンプ１０Ａにおける冷却ジャケット２７において、円周溝２７ｃｃは、中心軸方向において螺旋溝２７ｃａと螺旋溝２７ｃｄとの間にあり、かつ、螺旋溝２７ｃａの第４端２７ｂ側の端部及び螺旋溝２７ｃｄの第３端２７ａ側の端部に接続されている。

　螺旋溝２７ｃｄは、中心軸Ａ周りの螺旋状に形成された溝である。円周溝２７ｃｅは、中心軸Ａ周りの円周状に形成された溝である。このことを別の観点から言えば、中心軸方向に直交する側面視において、螺旋溝２７ｃｄの延在方向は中心軸方向に対して傾いており、円周溝２７ｃｅの延在方向は中心軸に直交している。外周面２７ｃは、螺旋溝２７ｃｄ及び円周溝２７ｃｅにおいて窪んでいる。円周溝２７ｃｅは、螺旋溝２７ｃｄの第４端２７ｂ側の端部に接続されている。

　＜モータケーシング２１の詳細構成＞
　モータケーシング２１は、冷媒入口２１ｇをさらに有している。冷媒入口２１ｇは、円周溝２７ｃｅに連通している。なお、流体ポンプ１０Ａにおいては、冷媒入口２１ｅは円周溝２７ｃｂに連通しており、冷媒出口２１ｆは円周溝２７ｃｃに連通している。冷媒入口２１ｅ及び冷媒入口２１ｇからは、冷媒が導入される。螺旋溝２７ｃａ、円周溝２７ｃｂ、円周溝２７ｃｃ、螺旋溝２７ｃｄ及び円周溝２７ｃｅと内周面２１ｄとにより、流路が形成されている。冷媒出口２１ｆは円周溝２７ｃｃに連通しているため、冷媒入口２１ｅ及び冷媒入口２１ｇから導入された冷媒は、上記の流路を流れ、冷媒出口２１ｆから排出される。

　＜流体ポンプ１０Ａの効果＞
　以下に、流体ポンプ１０Ａの効果を説明する。ここでは、流体ポンプ１０の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

　流体ポンプ１０Ａにおいては、外周面２７ｃに形成された螺旋溝２７ｃｄ及び内周面２１ｄで画された流路に冷媒を流すことにより、ラジアル磁気軸受２５を冷却できるため、ラジアル磁気軸受２５における発熱がポンプ部３に伝達されることを抑制できる。

　容器２０の内部には低温流体が貯留されているため、圧力壁２０ｂに固定されている部分の付近に位置するモータケーシング２１の温度が低くなっており、当該部分の付近に位置するモータケーシング２１の外周面に結露が生じるおそれがある。流体ポンプ１０Ａにおいては、外周面２７ｃに形成された螺旋溝２７ｃｄ及び内周面２１ｄで画された流路に冷媒を流すことにより、ラジアル磁気軸受２５を冷却しつつ、圧力壁２０ｂに固定されている部分の付近に位置するモータケーシング２１を暖めることができるため、上記のような結露の発生を抑制できる。

　流体ポンプ１０Ａにおいては、外周面２７ｃに円周溝２７ｃｃ、円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｅが形成されていることにより、冷却ジャケット２７が中心軸Ａ周りに回転した状態でモータケーシング２１に取り付けられたとしても、冷媒入口２１ｅ、冷媒出口２１ｆ及び冷媒入口２１ｇを円周溝２７ｃｃ、円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｅにそれぞれ連通させることができる。

　流体ポンプ１０Ａにおいては、モータケーシング２１が冷媒入口２１ｅ、冷媒出口２１ｆ及び冷媒入口２１ｇを有していることにより、モータステータ２２を冷却するための流路及びラジアル磁気軸受２５を冷却するための流路をそれぞれ短くすることができる。その結果、冷媒の供給のために吐出圧の小さいポンプを用いること可能になり、装置構成を簡略化することができる。

　＜変形例＞
　以下に、流体ポンプ１０Ａの変形例（以下「流体ポンプ１０Ｂ」とする）を説明する。

　図７は、流体ポンプ１０Ｂの断面図である。図７に示されるように、モータケーシング２１は、冷媒入口２１ｈと、冷媒出口２１ｉと、冷媒出口２１ｊとを有している。冷媒入口２１ｈは、円周溝２７ｃｃに接続されており、冷媒出口２１ｉ及び冷媒出口２１ｊは、円周溝２７ｃｂ及び円周溝２７ｃｅにそれぞれ連通している。このような構成を有する流体ポンプ１０Ｂによっても、流体ポンプ１０Ａと同様の効果を奏する。

　以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

　上記の実施形態は、液体窒素等の低温流体に対して用いられる流体ポンプ及び流体移送装置に特に有利に適用される。

　１　回転軸、１ａ　第１端、１ｂ　第２端、１１　第１軸部、１２　第２軸部、２　モータ部、２１　モータケーシング、２１ａ　第１ケーシング、２１ｂ　第２ケーシング、２１ｃ　ケーシング蓋、２１ｄ　内周面、２１ｅ　冷媒入口、２１ｆ　冷媒出口、２１ｇ　冷媒入口、２１ｈ　冷媒入口、２１ｉ，２１ｊ　冷媒出口、２２　モータステータ、２３　モータロータ、２４，２５　ラジアル磁気軸受、２６　スラスト磁気軸受、２７　冷却ジャケット、２７ａ　第３端、２７ｂ　第４端、２７ｃ　外周面、２７ｃａ　螺旋溝、２７ｃｂ，２７ｃｃ　円周溝、２７ｃｄ　螺旋溝、２７ｃｅ　円周溝、３　ポンプ部、３１　インペラ、３２　インペラケーシング、３２ａ　上面、３２ｂ　底面、３２ｃ　挿通孔、３２ｃａ　第１部分、３２ｃｂ　第２部分、３２ｄ　ポンプ室、３２ｅ　吸込口、３２ｆ　吐出口、３２ｇ　流路、３３　シャフトカバー、１０，１０Ａ，１０Ｂ　流体ポンプ、２０　容器、２０ａ　容器本体、２０ｂ　圧力壁、３０，４０　管路、１００　流体移送装置、Ａ　中心軸、Ｗ１，Ｗ２　幅。

Claims (6)

1. 　中心軸と、前記中心軸に沿う中心軸方向における端である第１端と、前記第１端の反対側の端である第２端と、前記第１端から前記第２端に向かって延在している第１軸部と、前記第１軸部から前記第２端に向かって延在している第２軸部とを有する回転軸と、
   　内周面を含むモータケーシングと、前記モータケーシングの内部に配置されているモータステータと、前記モータステータと対向するように前記モータケーシングの内部に配置されているとともに、前記第１軸部の一部によって構成されているモータロータと、前記中心軸方向において前記モータステータよりも前記第１端側に位置するように前記モータケーシングの内部に配置されている第１ラジアル磁気軸受と、前記中心軸方向において前記モータステータよりも前記第２端側に位置するように前記モータケーシングの内部に配置されている第２ラジアル磁気軸受と、外周面を含むとともに、前記外周面が前記内周面に接するように前記中心軸方向に直交する径方向において前記モータケーシングと前記モータステータとの間に配置されている冷却ジャケットとを有するモータ部と、
   　前記第２軸部の前記第２端側に取り付けられたインペラと、前記インペラが収納されるポンプ室が内部に形成されたインペラケーシングとを有するポンプ部とを備え、
   　前記冷却ジャケットは、前記中心軸方向において、前記モータステータと少なくとも部分的に重なる位置に配置されており、
   　前記中心軸方向において前記モータステータと重なる位置にある前記外周面は、前記中心軸周りの螺旋状に形成された第１螺旋溝を含み、
   　前記第２ラジアル磁気軸受の前記中心軸に沿う方向における幅は、前記第１ラジアル磁気軸受の前記中心軸に沿う方向における幅よりも大きい、流体ポンプ。
2. 　前記冷却ジャケットは、前記中心軸方向における端である第３端と、前記第３端の反対側の端であるとともに、前記第３端よりも前記第１端から離れた位置にある第４端とを有し、
   　前記冷却ジャケットは、前記第４端が前記第２ラジアル磁気軸受の前記中心軸方向における中央よりも前記第２端に近い位置に達するように延在しており、
   　前記中心軸方向において前記第２ラジアル磁気軸受と重なる位置にある前記外周面は、前記中心軸周りの螺旋状に形成された第２螺旋溝を含む、請求項１に記載の流体ポンプ。
3. 　前記外周面は、前記第１螺旋溝の前記第３端側の端部に接続された第１円周溝と、前記中心軸方向において前記第１螺旋溝と前記第２螺旋溝との間にあるとともに、前記第１螺旋溝及び前記第２螺旋溝に接続されている第２円周溝と、前記第２螺旋溝の前記第４端側の端部に接続された第３円周溝とをさらに含む、請求項２に記載の流体ポンプ。
4. 　前記モータケーシングには、前記第１円周溝に連通している第１冷媒入口と、前記第２円周溝に連通している冷媒出口と、前記第３円周溝に連通している第２冷媒入口とが形成されている、請求項３に記載の流体ポンプ。
5. 　前記モータケーシングには、前記第１円周溝に連通している第１冷媒出口と、前記第２円周溝に連通している冷媒入口と、前記第３円周溝に連通している第２冷媒出口とが形成されている、請求項３に記載の流体ポンプ。
6. 　容器と、
   　前記ポンプ部が前記容器の内部に位置するように前記容器に取り付けられた請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の前記流体ポンプとを備える、流体移送装置。

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