WO2023032366A1 - モータポンプ - Google Patents

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WO2023032366A1
WO2023032366A1 PCT/JP2022/021701 JP2022021701W WO2023032366A1 WO 2023032366 A1 WO2023032366 A1 WO 2023032366A1 JP 2022021701 W JP2022021701 W JP 2022021701W WO 2023032366 A1 WO2023032366 A1 WO 2023032366A1
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WO
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rotor
impeller
motor pump
motor
pump
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PCT/JP2022/021701
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English (en)
French (fr)
Inventor
康貴 小西
Original Assignee
株式会社荏原製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社荏原製作所 filed Critical 株式会社荏原製作所
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories

Definitions

  • the present invention relates to motor pumps.
  • a pumping device comprising a motor and a pump connected by a coupling is known.
  • Such a pump device has a structure in which the driving force of the motor is transmitted to the impeller of the pump via the coupling.
  • an object of the present invention is to provide a motor pump having a compact structure.
  • the impeller which is a press-formed product, includes a rotor, a stator disposed radially outward of the rotor, a rotor holder that holds the rotor, and the rotor holder fixed.
  • a motor pump is provided comprising:
  • the rotor holder includes a press-formed annular accommodation portion that accommodates the rotor, and an annular closing plate that closes the accommodation portion.
  • the rotor holder includes a seal member arranged between the housing portion and the closing plate.
  • the rotor holder includes a filler filled in the accommodating portion.
  • the rotor holder includes a spacer arranged between the housing and the rotor.
  • the accommodation portion includes an outer annular portion and an inner annular portion disposed radially inward of the outer annular portion, and the inner annular portion is located at a contact portion with the rotor. It has a plurality of projections formed thereon.
  • the inner surface of the rotor that contacts the inner annular portion has a polygonal shape.
  • the motor-pump includes a bearing that supports the impeller and is arranged outside a flow path of the impeller, and the bearing is a rotation-side bearing attached to the rotor holder. and a fixed-side bearing provided on the suction side of the rotation-side bearing.
  • the motor pump includes a stator casing that accommodates the stator and that is resin-molded integrally with the stator.
  • the motor pump includes a motor frame that covers the outer peripheral surface of the stator casing and contacts the stator.
  • the rotor and the bearing are arranged in the suction side region of the impeller.
  • the rotor a stator disposed radially outward of the rotor, a rotor holder that holds the rotor, and a resin-molded product in which the rotor holder is integrally molded.
  • a motor-pump comprising: an impeller;
  • the rotor holder includes a resin-molded annular accommodating portion that accommodates the rotor, and a ring holder that closes the accommodating portion.
  • the ring holder has a detent structure formed at a connecting portion with the accommodating portion.
  • the anti-rotation structure is an embedding hole in which a part of the accommodating portion is embedded.
  • the anti-rotation structure is a bent portion that is bent in a U-shape.
  • the rotor holder comprises a spacer positioned between the ring holder and the rotor.
  • the ring holder has a plurality of protrusions formed at contact portions with the rotor.
  • the inner surface of the rotor that contacts the ring holder has a polygonal shape.
  • the motor-pump includes a bearing that supports the impeller and is arranged outside a flow path of the impeller, and the bearing is a rotation-side bearing attached to the rotor holder. and a fixed-side bearing provided on the suction side of the rotation-side bearing.
  • the motor pump includes a stator casing that accommodates the stator and that is resin-molded integrally with the stator.
  • the motor pump includes a motor frame that covers the outer peripheral surface of the stator casing and contacts the stator.
  • the rotor and the bearing are arranged in the suction side region of the impeller.
  • the motor pump has an impeller connected to a rotor holder that holds the rotor. Therefore, it is not necessary to arrange the pump and the motor side by side, and as a result the motor-pump can have a compact construction.
  • FIG. 3 illustrates one embodiment of a motor-pump
  • FIG. 5 is a diagram showing the flow of liquid to be handled that passes through a gap between a rotating side bearing and a stationary side bearing
  • FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a plurality of grooves formed in the flange portion of the fixed side bearing
  • FIG. 4A is a diagram showing one embodiment of a plurality of grooves formed in the cylindrical portion of the stationary bearing
  • FIG. 4B is a diagram showing another embodiment of grooves formed in the cylindrical portion of the fixed-side bearing.
  • FIG. 4C is a diagram showing another embodiment of the grooves formed in the cylindrical portion of the fixed-side bearing.
  • FIG. 5A is a diagram showing one embodiment of a thrust load reduction structure provided on the back surface of the impeller.
  • FIG. 5A is a diagram showing one embodiment of a thrust load reduction structure provided on the back surface of the impeller.
  • FIG. 5B is a view of FIG. 5A viewed from the line A arrow.
  • FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the thrust load reduction structure;
  • FIG. 7A is a diagram showing the rotor staggered with respect to the stator.
  • FIG. 7B is a diagram showing the rotor staggered with respect to the stator.
  • FIG. 4 is a diagram showing one embodiment of a bearing having a tapered structure;
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of a bearing having a tapered structure;
  • FIG. 3 shows a pump unit with a plurality of motor-pumps;
  • FIG. 11 shows another embodiment of a pump unit;
  • FIG. 11 shows another embodiment of a pump unit;
  • FIG. 13A is a diagram showing a motor pump as a comparative example.
  • FIG. 13B is a diagram showing another embodiment of the motor-pump.
  • FIG. 13C is a diagram showing another embodiment of the motor-pump.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of a balancing method;
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of a balancing method;
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of a balancing method;
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of a balancing method;
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of a balance adjustment jig;
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of a balancing method;
  • FIG. 21A is a perspective view showing another embodiment of the pump unit;
  • FIG. 21B is a plan view of the pump unit shown in FIG. 21A.
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of an impeller
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of an impeller
  • FIG. 4 is a diagram showing a sealing member arranged between the cover and the side plate
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of an impeller
  • FIG. 11 shows another embodiment of a motor-pump
  • FIG. 11 shows another embodiment of a motor-pump
  • FIG. 11 shows another embodiment of a motor-pump
  • FIG. 3 shows a motor-pump in which various components can be selected depending on operating conditions
  • FIG. 31A is a cross-sectional view of a motor-pump according to another embodiment.
  • FIG. 31B is a diagram of the motor pump shown in FIG.
  • FIG. 32A is a cross-sectional view of a motor-pump according to another embodiment.
  • Figure 32B is a front view of the suction casing of the motor pump shown in Figure 32A.
  • 1 shows a pump unit with motor-pumps connected in series;
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of an impeller;
  • FIG. 11 shows another embodiment of a motor-pump; It is an enlarged view of a rotor holder.
  • FIG. 10 illustrates another embodiment of a spacer;
  • FIG. 4 shows a rotor inserted into a rotor holder;
  • FIG. 4 shows a rotor inserted into a rotor holder;
  • FIG. 4 shows a rotor inserted into a rotor holder;
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of an impeller; It is an enlarged view of a rotor holder. It is a figure which shows other embodiment of anti-rotation structure.
  • FIG. 11 shows another embodiment of a motor-pump;
  • FIG. 11 shows another embodiment of a motor-pump;
  • It is an enlarged view of a 1st impeller and a 2nd impeller.
  • Fig. 10 is a diagram showing another embodiment of the connection structure between the first impeller, the second impeller, and the communication shaft;
  • FIG. 11 illustrates another embodiment of a fastener;
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the second bearing;
  • FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the second bearing;
  • It is a figure which shows the side plate provided in the motor pump which concerns on embodiment mentioned above.
  • Fig. 10 is another embodiment of the side plate;
  • FIG. 11 shows another embodiment of a motor-pump;
  • FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a motor pump.
  • the motor pump MP includes an impeller 1, an annular rotor 2 fixed to the impeller 1, a stator 3 arranged radially outside the rotor 2, and the impeller 1 and a bearing 5 that supports the
  • the impeller 1 has a channel formed therein, and the bearing 5 is arranged outside the channel (for example, the inlet channel) of the impeller 1 .
  • the motor-pump MP is a rotating machine equipped with a permanent magnet motor, but the type of motor-pump MP is not limited to this embodiment.
  • the motor-pump MP may comprise an induction type motor or may comprise a reluctance type motor. If the motor pump MP has a permanent magnet type motor, the rotor 2 is a permanent magnet. If the motor-pump MP has an induction motor, the rotor 2 is a squirrel cage rotor.
  • the impeller 1 is a centrifugal impeller. More specifically, the impeller 1 includes a disk-shaped main plate 10, a side plate 11 arranged to face the main plate 10, and a plurality of blades 12 arranged between the main plate 10 and the side plates 11. I have.
  • the motor pump MP which includes the impeller 1 as a centrifugal impeller, has superior pressure-lifting characteristics and can generate high pressure compared to pumps such as axial flow pumps and mixed flow pumps. Furthermore, the motor pump MP in this embodiment can contribute to the rotational stability of the impeller 1 by utilizing the pressure difference generated inside.
  • the side plate 11 includes a suction portion 15 formed in its central portion, and a body portion 16 connected to the suction portion 15 .
  • the suction portion 15 extends in the direction of the center line CL of the motor pump MP, and the main body portion 16 extends in a direction inclined (more specifically, perpendicular) to the center line CL.
  • the center line CL is parallel to the flow direction of the liquid (handled liquid) caused by the operation of the motor pump MP.
  • the side plate 11 has an annular protrusion 17 extending from the outer edge 11 a of the side plate 11 (more specifically, the end of the body portion 16 ) toward the suction portion 15 .
  • the main body portion 16 and the projection portion 17 are configured integrally, but the projection portion 17 and the main body portion 16 may be separate members.
  • the rotor 2 has an inner diameter larger than the outer diameter of the protrusion 17 and is fixed to the outer peripheral surface 17 a of the protrusion 17 .
  • the stator 3 is arranged so as to surround the rotor 2 and is housed in a stator casing 20 .
  • the stator casing 20 is arranged radially outside the impeller 1 .
  • the motor pump MP has a suction casing 21 and a discharge casing 22 arranged on both sides of the stator casing 20 .
  • the suction casing 21 is arranged on the suction side of the impeller 1
  • the discharge casing 22 is arranged on the discharge side of the impeller 1 .
  • the impeller 1 , rotor 2 and bearing 5 are arranged radially inside the stator casing 20 and are arranged between the suction casing 21 and the discharge casing 22 .
  • the suction casing 21 has a suction port 21a in its central portion.
  • the discharge casing 22 has a discharge port 22a in its central portion. These suction port 21a and discharge port 22a are arranged in a straight line along the center line CL. Therefore, the handling liquid sucked from the suction port 21a and discharged from the discharge port 22a flows in a straight line.
  • an operator inserts the through-bolt 25 into the suction casing 21 and the discharge casing 22 with the stator casing 20 sandwiched between the suction casing 21 and the discharge casing 22, and tightens the through-bolt. 25.
  • the motor pump MP is assembled.
  • the liquid to be handled is sucked from the suction port 21a of the suction casing 21 (see the black line arrow in FIG. 1).
  • the impeller 1 raises the pressure of the liquid to be handled by its rotation, and the liquid to be handled flows in the interior of the impeller 1 in a direction perpendicular to the center line CL (that is, in the centrifugal direction).
  • the handling liquid discharged to the outside of the impeller 1 collides with the inner peripheral surface 20a of the stator casing 20, and the direction of the handling liquid is changed. After that, the liquid to be handled passes through the gap between the back surface of the impeller 1 (more specifically, the main plate 10) and the discharge casing 22, and is discharged from the discharge port 22a.
  • the motor pump MP has a return vane 30 arranged on the back side of the impeller 1 .
  • a plurality of spirally extending return vanes 30 are provided. These multiple return blades 30 are fixed to the discharge casing 22 and face the main plate 10 of the impeller 1 .
  • the return vanes 30 contribute to the conversion of the handled liquid discharged from the impeller 1 from velocity energy to pressure energy.
  • the motor pump MP is divided into a suction side region Ra, a discharge side region Rb, and an intermediate region Rc between the suction side region Ra and the discharge side region Rb.
  • the suction side region Ra is a region between the suction casing 21 (more specifically, the suction port 21a of the suction casing 21) and the impeller 1 (more specifically, the side plate 11 of the impeller 1).
  • the discharge side region Rb is a region between the discharge casing 22 (more specifically, the discharge port 22a of the discharge casing 22) and the impeller 1 (more specifically, the main plate 10 of the impeller 1).
  • a plurality of blades 12 are arranged in the intermediate region Rc.
  • the rotor 2 and the bearing 5 are arranged in the suction side region Ra of the impeller 1.
  • the impeller 1 includes a side plate 11 having a tapered shape that widens from the suction side region Ra toward the discharge side region Rb. Therefore, a space (dead space) is formed in the suction side region Ra of the impeller 1 .
  • the motor pump MP can have a structure that effectively utilizes the dead space, resulting in a compact structure. be able to.
  • the bearing 5 includes a rotating side bearing body 6 mounted on the protrusion 17 of the side plate 11 and a fixed side bearing body 7 mounted on the suction casing 21 .
  • the fixed-side bearing 7 is arranged on the suction side of the rotary-side bearing 6 .
  • the rotary-side bearing 6 is a rotating member that rotates with the rotation of the impeller 1
  • the fixed-side bearing 7 is a stationary member that does not rotate even when the impeller 1 rotates.
  • the rotation-side bearing body 6 has a cylindrical portion 6a having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protruding portion 17, and a flange portion 6b projecting outward from the cylindrical portion 6a. Therefore, the cross section of the rotation side bearing body 6 has an L shape.
  • a sealing member (for example, an O-ring) 31 is arranged between the inner peripheral surface 17b of the protrusion 17 and the cylindrical portion 6a.
  • the rotation-side bearing body 6 is attached to the protrusion 17 of the impeller 1 with the sealing member 31 attached to the cylindrical portion 6a.
  • the rotor 2 is arranged adjacent to the flange portion 6 b of the rotation-side bearing body 6 .
  • the fixed-side bearing 7 includes a cylindrical portion 7a arranged to face the cylindrical portion 6a of the rotating-side bearing 6, and a flange portion 7b arranged to face the flange 6b of the rotating-side bearing 6. I have.
  • the cross section of the fixed side bearing body 7 has an L-shape like the cross section of the rotary side bearing body 6 .
  • Seal members 32 and 33 are arranged between the cylindrical portion 7 a of the fixed side bearing body 7 and the suction casing 21 . Although two sealing members 32 and 33 are arranged in this embodiment, the number of sealing members is not limited to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the flow of liquid to be handled that passes through the gap between the rotation-side bearing and the fixed-side bearing. Since the pressure of the liquid to be handled is increased by the rotation of the impeller 1, the pressure of the liquid to be handled in the discharge side region Rb is higher than the pressure of the liquid to be handled in the suction side region Ra. Therefore, part of the liquid discharged from the impeller 1 flows back to the suction side area Ra (see the black line arrow in FIG. 2).
  • part of the liquid to be handled passes through the gap between the stator casing 20 and the rotor 2, and flows through the flange portion 6b of the rotating side bearing body 6 and the flange portion 7b of the fixed side bearing body 7. flow into the gap between
  • FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a plurality of grooves formed in the flange portion of the fixed side bearing.
  • the fixed-side bearing body 7 has a plurality of grooves 40 formed in the flange portion 7b.
  • the plurality of grooves 40 are formed in the surface of the flange portion 7b facing the flange portion 6b of the rotation-side bearing body 6.
  • the plurality of grooves 40 are formed to generate dynamic pressure of the liquid to be handled in the gap between the flange portions 7b and 6b.
  • the plurality of grooves 40 are spiral grooves that extend spirally.
  • the plurality of grooves 40 may be radial grooves.
  • the bearing 5 can support the thrust load of the impeller 1 without contact.
  • FIG. 4A is a diagram showing an embodiment of a plurality of grooves formed in the cylindrical portion of the fixed-side bearing.
  • FIG. 4A shows a plurality of grooves 41 viewed from the centerline CL direction.
  • the fixed-side bearing body 7 may have a plurality of grooves 41 formed in the cylindrical portion 7a along the circumferential direction of the cylindrical portion 7a.
  • the plurality of grooves 41 are evenly spaced, but may be unevenly spaced.
  • the plurality of grooves 41 are formed on the surface of the cylindrical portion 7a facing the cylindrical portion 6a of the rotation-side bearing body 6, and extend parallel to the cylindrical portion 7a (that is, in the direction of the center line CL).
  • each of the plurality of grooves 41 has an arcuate concave shape when viewed from the direction of the center line CL.
  • the shape of the plurality of grooves 41 is not limited to this embodiment. In one embodiment, each of the plurality of grooves 41 may have a concave shape when viewed from the direction of the center line CL.
  • FIGS. 4B and 4C are diagrams showing other embodiments of grooves formed in the cylindrical portion of the fixed-side bearing.
  • the fixed-side bearing body 7 has an annular groove 42 formed in the cylindrical portion 7a along the circumferential direction of the cylindrical portion 7a.
  • the groove 42 is formed in a portion of the cylindrical portion 7a and has a concave shape when viewed from a direction perpendicular to the direction of the center line CL (see FIGS. 4B and 4C).
  • Cylindrical portions 7a are present at both ends 42a, 42a of the groove 42 in the direction of the center line CL.
  • the fixed side bearing 7 (more specifically, the cylindrical portion 7a) can reliably support the impeller 1 via the rotating side bearing 6. can support.
  • the length of the groove 42 in the direction of the center line CL is not particularly limited.
  • the fixed side bearing body 7 has a single groove 42, but in one embodiment the fixed side bearing body 7 is arranged along the centerline CL direction. It may also have a plurality of grooves 42 formed therein.
  • the size of the narrow area formed in the gap between the cylindrical portion 6a and the cylindrical portion 7a is reduced. Therefore, it is possible to reduce the viscous resistance generated in the liquid to be handled. Furthermore, by forming a plurality of grooves 41 (or grooves 42), dynamic pressure of the liquid to be handled is generated, and the bearing 5 can support the radial load of the impeller 1 without contact. The effect of reducing the viscous resistance by reducing the size of the narrow area formed between the flange portions 6b and 7b can also be achieved by providing a plurality of grooves 40 (see FIG. 3).
  • the grooves 41, 42 are formed in the cylindrical portion 7a, but in one embodiment, the grooves 41, 42 are formed in the cylindrical portion 6a of the rotation-side bearing body 6. may With such a configuration, the bearing 5 can also support the radial load of the impeller 1 without contact.
  • the liquid to be handled that has passed through the gap between the cylindrical portion 6a of the rotating-side bearing 6 and the cylindrical portion 7a of the fixed-side bearing 7 flows into the space between the side plate 11 of the impeller 1 and the suction casing 21. It passes through the gap in between and is returned to the suction side of the motor pump MP.
  • the bearing 5 is arranged on the course of the leakage flow of the liquid to be handled. With such a configuration, part of the handled liquid flows into the minute gap between the rotating side bearing 6 and the fixed side bearing 7, and as a result, the motor pump MP suppresses leakage of the handled liquid. can be done.
  • the motor pump MP has a structure that reduces the thrust load.
  • FIG. 5A is a diagram showing an embodiment of a thrust load reduction structure provided on the back surface of the impeller.
  • FIG. 5B is a diagram of FIG. 5A viewed from the line A arrow.
  • the motor pump MP includes a thrust load reducing structure 45 provided on the back surface of the impeller 1 (more specifically, the main plate 10).
  • the thrust load reducing structure 45 is a plurality of spirally extending back blades 46 attached to the main plate 10 .
  • the plurality of back blades 46 can generate a load in the direction opposite to the thrust load by the rotation of the impeller 1 .
  • the thrust load reduction structure 45 can reduce the thrust load generated in the motor pump MP.
  • FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the thrust load reduction structure.
  • the thrust load reduction structure 45 includes a plurality of cuts formed along the circumferential direction of the impeller 1 (more specifically, the main plate 10) and extending toward the center of the impeller 1. A notched structure may be used.
  • the main plate 10 of the impeller 1 has a plurality of notches 47 formed therein. By forming the plurality of notches 47, the contact area of the liquid to be handled with the main plate 10 is reduced. As a result, the thrust load reduction structure 45 can reduce the thrust load generated in the motor pump MP.
  • the embodiment shown in FIG. 5 and the embodiment shown in FIG. 6 may be combined.
  • the impeller 1 always receives a thrust load from the discharge side toward the suction side. Furthermore, the bearing 5 supports the impeller 1 that generates rotational force. Therefore, the parallelism of the impeller 1 itself is maintained, and the fluctuation of the impeller 1 can be suppressed. As a result, the motor pump MP can stably continue its operation with a structure in which only the single bearing 5 is arranged in the suction side region Ra (that is, a single bearing structure).
  • At least one of the impeller 1 and the bearing 5 may be made of a lightweight material.
  • lightweight materials include resins and metals with low specific gravity (eg, aluminum alloys, magnesium alloys, titanium alloys, etc.). With such a structure, the weight of the motor pump MP itself can be reduced, and the bearing 5 (and the impeller 1) can be made even more compact.
  • the material of the member that contacts the liquid (that is, the liquid contact member) such as the impeller 1 and the bearing 5 is not particularly limited, and can be appropriately changed to any material according to the quality of the liquid.
  • the plurality of return vanes 30 can reduce the radial load generated on the impeller 1.
  • the plurality of return vanes 30 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the discharge port 22a. With such an arrangement, the radial load is evenly distributed, and as a result the radial load generated on the impeller 1 is reduced.
  • the motor pump MP includes a permanent magnet motor. Therefore, when the motor pump MP is started, a constant load acts on the bearing 5 for converting the repulsive force caused by the magnetic force into a rotational force. This load is a force generated in the rotor 2, and the bearing 5 supports this load.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a rotor that is staggered with respect to the stator.
  • the impeller 1 is affected by the magnetic force generated between the rotor 2 and the stator 3.
  • the rotating side bearing 6 receives a force acting in a direction to approach the stationary side bearing 7 (see the arrow in FIG. 7A). With this arrangement, it is possible to adjust (increase) the thrust load of the rotation-side bearing 6 acting on the fixed-side bearing 7 .
  • FIG. 8 is a diagram showing one embodiment of a bearing having a tapered structure.
  • the gap between the rotating side bearing body 6 and the fixed side bearing body 7 extends along the center line CL (that is, the central portion of the impeller 1) from the suction side to the discharge side. It has a tapered structure extending in a direction close to the .
  • the rotation side bearing body 6 and the fixed side bearing body 7 respectively have inclined surfaces 50 and 51 facing each other.
  • FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of a bearing having a tapered structure.
  • the bearing 5 has a center line CL (that is, the central portion of the impeller 1) where the gap between the rotating side bearing body 6 and the fixed side bearing body 7 extends from the suction side to the discharge side. It has a tapered structure extending away from the .
  • the rotation side bearing body 6 and the fixed side bearing body 7 respectively have inclined surfaces 53 and 54 facing each other.
  • FIG. 10 is a diagram showing a pump unit including a plurality of motor pumps.
  • the pump unit PU may include a plurality of motor-pumps MP arranged in series and an inverter 60 that controls the operation of each of the plurality of motor-pumps MP.
  • each of the plurality of motor pumps MP has the same structure as that shown in the above-described embodiments. Therefore, detailed description of the motor pump MP is omitted.
  • the pump unit PU includes three motor-pumps MP, but the number of motor-pumps MP is not limited to this embodiment.
  • the suction port 21a and the discharge port 22a of the pump unit PU are arranged in a straight line along the center line CL. Therefore, a plurality of motor-pumps MP can be continuously arranged in a straight line, and the pump unit PU can easily have a multi-stage motor-pump structure.
  • each of the intermediate casings 61 , 61 has a common (that is, similar) structure to the suction casing 21 .
  • the operator inserts the through bolts 25 into the suction casing 21, the intermediate casings 61, 61, and the discharge casing 22 and tightens them.
  • the pump unit can be assembled.
  • one inverter 60 is connected to the stators 3 of the motor pumps MP.
  • the inverter 60 can independently control each of the plurality of motor pumps MP. Therefore, the operator can operate at least one motor-pump MP at any timing according to the operating conditions of the pump unit.
  • FIGS. 11 and 12 are diagrams showing other embodiments of the pump unit.
  • the pump unit PU comprises a plurality of motor pumps MP arranged in parallel. 11, each of the plurality of motor pumps MP is installed inside the pipe 65, although it is simply drawn. Although four motor-pumps MP are provided in FIG. 11, the number of motor-pumps MP is not limited to this embodiment. As shown in FIG. 12, three motor pumps MP may be provided.
  • FIG. 13A is a diagram showing a motor pump as a comparative example.
  • 13B and 13C are diagrams showing another embodiment of the motor-pump.
  • the motor-pump as the comparative example has a rotating shaft RS, but the motor-pump MP according to the present embodiment does not have a rotating shaft RS. Instead, the impeller 1 is provided with a rounded projection 70 located in its central portion.
  • the impeller 1 has protrusions 70A with a first radius of curvature, and in the embodiment shown in FIG. 13C, the impeller 1 has a second radius different from the first radius of curvature. It has a convex portion 70B having a radius of curvature.
  • the convex portions 70A and 70B may be simply referred to as the convex portion 70 without distinguishing between them.
  • the convex portion 70 is arranged at the central portion of the main plate 10 and is integrally formed with the main plate 10 .
  • the convex portion 70 may be a member different from the main plate 10 .
  • the protrusions 70 having different curvature radii may be replaced according to the operating conditions of the motor pump.
  • a tip portion 71 of the convex portion 70 has a smooth convex shape, and the liquid to be handled that flows into the impeller 1 contacts the tip portion 71 of the convex portion 70 .
  • the projections 70 By providing the projections 70, the liquid to be handled is smoothly and efficiently guided to the blades 12 without obstruction of its flow.
  • the motor pump since the rotating shaft RS is fixed to the impeller by the nut Nt, there is a possibility that the nut Nt (and the rotating shaft RS) may block the flow of the handled liquid. be.
  • a convex portion 70A shown in FIG. 13B has a radius of curvature larger than that of the convex portion 70B shown in FIG. 13C.
  • the radius of curvature of the convex portion 70 By increasing the radius of curvature of the convex portion 70, the distance between the convex portion 70 and the side plate 11 is reduced. Conversely, by decreasing the radius of curvature of the projection 70, the distance between the projection 70 and the side plate 11 is increased.
  • the radius of curvature of the projections 70 in this manner the size of the flow path of the impeller 1 for the liquid to be handled can be adjusted.
  • the flow path of impeller 1 shown in FIG. 13C is larger than the flow path of impeller 1 shown in FIG. 13B.
  • the motor pump MP does not have a rotating shaft, the number of parts can be reduced, and the size of the flow path can be adjusted. Furthermore, the impeller 1 can have a compact size, since no rotating shaft needs to be provided. As a result, the entire motor-pump MP can have a compact size.
  • the motor pump rotates the impeller 1 at high speed by its operation. If the center of gravity of the impeller 1 is displaced, the impeller 1 will rotate at high speed in an eccentric state. As a result, noise may occur, and in the worst case, the motor pump may fail.
  • the operator executes a balance (dynamic balance) adjustment method for determining the position of the center of gravity of the impeller 1 to a desired position.
  • a balance dynamic balance
  • FIG. 13A when the rotating shaft RS is attached to the impeller, it is necessary to attach the rotating shaft RS to the test machine and rotate the impeller together with the rotating shaft RS.
  • the impeller 1 is not attached with the rotating shaft RS, so the operator can perform the balance adjustment method described below.
  • FIG. 14 to 18 are diagrams showing an embodiment of the balance adjustment method.
  • an operator performs a step of forming a through hole 10a in the center of the impeller 1 (more specifically, the main plate 10).
  • the operator inserts the shaft body 76 of the balance adjustment jig 75 into the through hole 10a.
  • a shaft body 76 of the balance adjustment jig 75 corresponds to a rotating shaft.
  • the worker places the fixed body 77 on the back side of the impeller 1 and fastens the shaft 76 to the fixed body 77.
  • the worker rotates the impeller 1 together with the balance adjusting jig 75, determines the position of the center of gravity of the impeller 1, and executes the process of adjusting the position of the center of gravity.
  • the balance adjusting jig 75 has a structure that supports the center of the impeller 1 . Therefore, the balance adjustment jig 75 may be called a center support adjustment jig.
  • the operator pulls out the shaft body 76 of the balance adjustment jig 75, and then inserts the center cap 80 into the through hole 10a to close the through hole 10a. (see FIGS. 17 and 18).
  • the center cap 80 has a rounded shape similar to the protrusion 70 according to the embodiment shown in FIGS. 13B and 13C. Therefore, the liquid to be handled is smoothly and efficiently guided to the blades 12 without obstruction of its flow.
  • FIG. 19 is a diagram showing another embodiment of the balance adjustment jig.
  • the balance adjustment jig 75 has a structure that supports the center of the impeller 1 .
  • the balance adjustment jig 85 includes a supporter 86 that supports the rotation-side bearing body 6 of the bearing 5 and a shaft portion 87 fixed to the supporter 86 .
  • the balance adjusting jig 85 has a structure for supporting the end of the impeller 1 . Therefore, the balance adjustment jig 85 may be called an edge support adjustment jig.
  • the supporter 86 has an annular shape with an outer diameter smaller than the inner diameter of the rotation-side bearing 6 .
  • the balance adjustment jig 85 is adjusted to the rotation-side bearing.
  • the impeller 1 is supported via the body 6 .
  • the operator performs the step of rotating the impeller 1 together with the balance adjusting jig 85 .
  • the operator determines the position of the center of gravity of the impeller 1 while rotating the impeller 1, and performs a step of adjusting the position of the center of gravity.
  • the operator does not need to form the through hole 10a.
  • the impeller 1 may have a convex portion 70 formed at its center position (see FIGS. 13A and 13B).
  • FIG. 20 is a diagram showing another embodiment of the balance adjustment method.
  • the rotor 2 includes an annular iron core 2a and a plurality of magnets 2b embedded in the iron core 2a.
  • the plurality of magnets 2b are arranged at regular intervals along the circumferential direction of the rotor 2 (more specifically, the iron core 2a).
  • a worker performs a step of forming a plurality of weight insertion holes 90 along the circumferential direction of the rotor 2 .
  • the process of forming the weight insertion hole 90 is performed when the iron core 2a is manufactured.
  • a weight insertion hole 90 is formed between adjacent magnets 2b.
  • the operator executes the process of determining the center-of-gravity position of the impeller 1 to determine the current center-of-gravity position of the impeller 1 .
  • the operator inserts the weight 91 into at least one of the plurality of weight-insertion holes 90 to adjust the center-of-gravity position.
  • the operator when the center-of-gravity position of the impeller 1 is shifted, instead of inserting the weight 91 into the weight-insertion hole 90 , the operator inserts a weight that causes the shift of the center-of-gravity position of the impeller 1 . Excess may be removed.
  • FIG. 21A is a perspective view showing another embodiment of the pump unit.
  • FIG. 21B is a plan view of the pump unit shown in FIG. 21A.
  • the pump unit PU includes a plurality of (three in this embodiment) motor-pumps MP, a control device 100 that operates the plurality of motor-pumps MP at variable speeds, and and a current sensor 101 that is electrically connected and detects the current supplied to the plurality of motor pumps MP.
  • the current sensor 101 may be arranged.
  • the current sensor 101 include a Hall element and a CT (current transducer).
  • the pump unit PU includes power lines 105 and signal lines 106 extending from a plurality of motor pumps MP, and a protective cover 107 that protects the current sensor 101, power lines 105 and signal lines 106.
  • Power line 105 and signal line 106 are electrically connected to inverter 60 .
  • U-phase, V-phase, and W-phase copper bars (in other words, current-carrying plates, copper plates) 108 are spanned between the plurality of motor pumps MP. connected to one Each motor pump MP has a terminal block 102 to which a copper bar 108 is connected.
  • the control device 100 is electrically connected to the inverter 60 and configured to control the operation of the motor pump MP via the inverter 60 .
  • Control device 100 may be arranged outside inverter 60 or inside inverter 60 .
  • the control device 100 includes a signal receiving section 100a that receives a signal from the current sensor 101 through the signal line 106, a storage section 100b that stores information on the operation of the motor pump MP and an operation program, and data and storage received by the signal receiving section. and a control unit 100c that controls the operation of the motor pump MP based on the data stored in the unit.
  • the pump unit PU includes one inverter 60 for a plurality of motor-pumps MP. good too.
  • each of the plurality of inverters 60 controls the operation of each of the plurality of motor-pumps MP by the control device 100 .
  • the motor pump MP has a compact structure that makes effective use of dead space. Therefore, by connecting the plurality of motor pumps MP in series, the pump unit PU can be operated at a high head without increasing its installation area.
  • the motor pump MP is a rotating machine equipped with a permanent magnet motor. Such motors rotate uncontrolled by forcibly applying a voltage at start-up. Control of the rotation speed of the motor pump MP by the inverter 60 is immediately started, and then steady operation of the motor pump MP is started.
  • the pump unit PU includes a plurality of motor pumps MP. Therefore, there is no problem if the rotational speed difference between the plurality of motor pumps MP is eliminated before the control of the rotational speed of the motor pumps MP is started. A startup failure may have occurred.
  • the motor pump MP in this embodiment has a structure in which a flow path is formed inside the rotor 2, and the outer diameter of the rotor 2 is designed to be large.
  • the pump unit PU can eliminate rotational speed differences among the plurality of motor pumps MP. Furthermore, in this embodiment, by using inexpensive planar magnets, the cost of the rotor 2 can be reduced compared to a general motor using curved magnets.
  • the motor pump MP has a canned motor structure in which the stator 3 is housed in the stator casing 20, and the distance between the rotor 2 and the stator 3 is generally Larger than the motor. Therefore, the motor-pump MP can reduce torque ripple, which means the range of torque fluctuations, and as a result, the pump unit PU can eliminate rotational speed differences among the plurality of motor-pumps MP.
  • the pump unit PU can eliminate the rotational speed difference, but it is desirable to operate the motor pump MP more stably when the motor pump MP is started and/or during steady operation.
  • the multiple motor pumps MP are connected in series.
  • the foreign matter may get entangled in the motor pump MP (in particular, the first motor pump MP), and as a result, the foreign matter may hinder the operation of the pump unit PU. .
  • the rotational speed difference between the plurality of motor pumps MP will not be resolved.
  • FIG. 22 is a diagram showing the control flow of the motor pump by the control device.
  • the control device 100 electrically connected to the inverter 60 determines current values of the plurality of motor pumps MP during current operation based on the output current of the inverter 60. (More specifically, the total current value of each motor pump MP) is measured.
  • the control device 100 calculates the lower limit current value based on the assumed current value during normal operation of the motor pump MP (more specifically, during start-up and steady operation), and measures the current value. The sum of the measured current values (measured current value Amax) is compared with a predetermined lower limit current value (see step S102).
  • the storage unit 100b of the control device 100 stores an assumed current value of each motor-pump MP and an assumed current value of a plurality of motor-pumps MP. The storage unit 100b may calculate assumed current values of a plurality of motor-pumps MP from assumed current values of each motor-pump MP.
  • the control device 100 may determine the "assumed current value assumed during normal operation".
  • the "assumed current value assumed during normal operation” may be determined based on the current value during operation of a plurality of units.
  • the control device 100 determines the lower limit current value based on the number of motor pumps MP.
  • the lower limit current value is obtained by the following formula.
  • Lower limit current value Assumed current value of a plurality of motor-pumps MP x (1-1/number of motor-pumps n) In this embodiment, since three motor pumps MP are arranged, the lower limit current value is 2 ⁇ 3 of the assumed current value.
  • control device 100 compares the calculated lower limit current value and the measured current value (see step S103). More specifically, control device 100 determines whether or not the measured current value is lower than the lower limit current value (measured current value Amax>lower limit current value).
  • the control device 100 determines that at least one of the plurality of motor pumps MP is abnormal (see step S104). If the measured current value has not decreased below the lower limit current value (see “NO” in step S103), control device 100 repeats steps S102 and S103.
  • control device 100 may issue an alarm while continuing to operate the motor pump MP, or may stop the operation of the motor pump MP and issue an alarm. may report.
  • Such a control flow may be performed when the motor pump MP is started, or when the motor pump MP is in steady operation.
  • the control flow is performed when the motor-pumps MP are started, the measured current value corresponds to the starting current value when the plurality of motor-pumps MP are started, and the assumed current value is the normal start-up of the plurality of motor-pumps MP. This is the assumed current value.
  • the measured current value corresponds to the operating current value during steady-state operation of the plurality of motor-pumps MP
  • the assumed current value is the normal current value of the plurality of motor-pumps MP. This is the current value assumed during steady operation.
  • the starting current value and the operating current value may be the same or different.
  • the assumed current value assumed during normal start-up and the assumed current value assumed during normal steady operation may be the same or different.
  • control device 100 may determine the assumed current value based on the flow rates on the discharge sides of a plurality of motor pumps MP.
  • pump unit PU includes a flow rate sensor (not shown) that detects the flow rate of the liquid to be handled, and the flow rate sensor is electrically connected to control device 100 .
  • the storage unit 100b of the control device 100 stores data indicating the correlation between the flow rate of the liquid to be handled during normal operation and the current supplied to the plurality of motor pumps MP during normal operation.
  • Control device 100 determines an assumed current value based on this data, and calculates a lower limit current value based on the determined assumed current value.
  • An example of the formula for calculating the lower limit current value is the above formula.
  • the control device 100 compares the measured current value during steady operation of the plurality of motor pumps MP with the lower limit current value, and if the measured current value is lower than the lower limit current value, at least It is judged that an abnormality has occurred in one of them.
  • control device 100 may determine the assumed current value based on the pressures on the discharge sides of a plurality of motor pumps MP.
  • pump unit PU includes a pressure sensor (not shown) that detects the pressure of the liquid to be handled, and the pressure sensor is electrically connected to control device 100 .
  • the storage unit 100b of the control device 100 stores data indicating the correlation between the pressure of the liquid to be handled and the current supplied to the plurality of motor pumps MP during normal operation.
  • Control device 100 determines an assumed current value based on this data, and calculates a lower limit current value based on the determined assumed current value.
  • An example of the formula for calculating the lower limit current value is the above formula.
  • the control device 100 compares the measured current value during steady operation of the plurality of motor pumps MP with the lower limit current value, and if the measured current value is lower than the lower limit current value, at least It is judged that an abnormality has occurred in one of them.
  • the pump unit PU is arranged between the first motor-pump MP (first motor-pump MP) and the second motor-pump MP (second motor-pump MP). and a current sensor 101 (second current sensor 101) arranged between the second motor pump MP and the third motor pump MP (third motor pump MP) ), and
  • the control device 100 compares the measured current value Aa1 with the assumed current value assumed during normal operation of each motor pump MP (during start-up and steady operation), and the measured current value Aa1 is greater than the assumed current value. is low (Aa1 ⁇ assumed current value), it is determined that the first motor pump MP is abnormal.
  • the control device 100 compares the measured current value Aa1 with the assumed current value assumed during normal operation of each motor pump MP (during start-up and steady operation), and the measured current value Aa1 is greater than the assumed current value. is large (Aa1 > assumed current value), and the value obtained by subtracting the measured current value Aa1 from the measured current value Ab (that is, Ab - Aa1) is smaller than the assumed current value ((Ab - Aa1) ⁇ assumed current value) , it is determined that an abnormality has occurred in the second motor pump MP.
  • a value obtained by subtracting the measured current value Aa1 from the measured current value Ab corresponds to the measured current value Aa2.
  • the controller 100 determines that the measured current value Amax is lower than the lower limit current value and determines that there is no abnormality in the first motor-pump MP and the second motor-pump MP, the third motor-pump Determine that an abnormality has occurred in the MP.
  • the pump unit PU When the pump unit PU includes four motor-pumps MP connected in series, the pump unit PU is provided between the third motor-pump MP and the fourth motor-pump MP (fourth motor-pump MP). A current sensor 101 (third current sensor 101) is provided.
  • the control device 100 Based on the signal sent from the third current sensor 101, the control device 100 detects the measured current value Aa1 of the first motor-pump MP, the measured current value Aa2 of the second motor-pump MP, and the measured current value Aa3 of the third motor-pump MP. (ie, the measured current value Ac) can be measured.
  • control device 100 determines that the measured current value Amax is lower than the lower limit current value and determines that the first motor-pump MP, the second motor-pump MP, and the third motor-pump MP are not abnormal. , it is determined that the fourth motor pump MP is abnormal. Note that even when the pump unit PU includes five or more motor-pumps MP connected in series, the control device 100 can determine abnormality of each motor-pump MP by the same method as described above. can be done.
  • the pump unit PU may control a plurality of motor-pumps MP connected in parallel.
  • the control device 100 may be configured to shift the activation timing of each of the plurality of motor-pumps MP.
  • the pump unit PU can form a swirling flow in the pipe 65.
  • a swirling flow it is possible to remove foreign substances and air adhering to the pipe 65, and furthermore to prevent the liquid to be handled from stagnation.
  • the control device 100 activates one of the plurality of motor pumps MP (first motor pump MP), and then controls the activated motor pump MP (that is, the first motor pump MP). may start the motor-pump MP (second motor-pump MP) adjacent to the . In this way, by successively activating the adjacent motor-pumps MP, the pump unit PU can form a swirling flow that revolves along the activation order of the motor-pumps MP.
  • the control device 100 may start the first motor-pump MP and then start the second motor-pump MP, or may start the third motor-pump MP. After activation, the first motor-pump MP adjacent to the third motor-pump MP may be activated.
  • FIG. 23 is a diagram showing another embodiment of the impeller. In this embodiment, illustration of the bearing 5 is omitted.
  • the impeller 1 includes an annular protrusion 17 extending from the outer edge 11a of the side plate 11 toward the suction portion 15 (see FIG. 1).
  • the side plate 11 of the impeller 1 has an annular protrusion 117 arranged radially inside the outer edge 11 a of the side plate 11 .
  • the rotor 2 is arranged on an annular stepped portion formed between the outer edge portion 11 a of the side plate 11 and the protrusion 117 , and the exposed portion of the rotor 2 is covered with the cover 110 .
  • Cover 110 is one of the components of motor pump MP. Examples of the cover 110 include a corrosion-resistant can, a resin coat, or a Ni-plated coat.
  • the core 2a of the rotor 2 is joined to the protrusions 117 by means of adhesive, press fitting, shrink fitting, welding, or the like.
  • the cover 110 is joined to the impeller 1 by means of adhesives, press fitting, shrink fitting, welding, or the like.
  • FIG. 24 is a diagram showing another embodiment of the impeller.
  • the impeller 1 may include an annular mounting portion 118 arranged radially outwardly of the protrusion 117 .
  • the rotor 2 can be fixed to the side plate 11 more reliably.
  • the exposed portion of the rotor 2 is covered with the cover 110 .
  • FIG. 25 is a diagram showing a sealing member arranged between the cover and the side plate. In this embodiment, illustration of the bearing 5 is omitted. As shown in FIG. 25, by arranging sealing members (for example, O-rings) 120 and 121 between the cover 110 and the side plate 11 (more specifically, the outer edge portion 11a and the protrusion 117 of the side plate 11), the , the liquid can be reliably prevented from coming into contact with the rotor 2 .
  • sealing members for example, O-rings
  • the impeller 1 according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 25 is manufactured, for example, by casting, stainless press molding, resin molding, or the like.
  • the impeller 1 according to the embodiments shown in FIGS. 26 to 34 described below may also be similarly manufactured by casting, stainless steel press molding, resin molding, or the like.
  • FIG. 26 is a diagram showing another embodiment of the impeller. In this embodiment, illustration of the bearing 5 is omitted. As shown in FIG. 26, the rotor 2 is fixed to the outer edge portion 11a of the side plate 11 so as to block the flow path (that is, the outlet flow path) of the impeller 1 formed between the main plate 10 and the side plate 11. It is also in this embodiment, the rotor 2 is arranged in the suction side area Ra.
  • the rotor 2 is not covered with a cover 110, and is made of a corrosion-resistant material. Also in the above-described embodiment, the rotor 2 does not necessarily need to be covered with the cover 110, and may be made of a material having corrosion resistance. In one embodiment, rotor 2 may be covered with cover 110 .
  • the handled liquid passing through the outlet channel collides with the inner peripheral surface of the rotor 2, and the direction of the handled liquid is changed. After that, the liquid to be handled passes through the gap between the main plate 10 and the discharge casing 22 and is discharged from the discharge port 22a.
  • the rotor 2 and the bearing 5 are arranged in the suction side region Ra of the impeller 1, so the motor pump MP has a compact structure.
  • FIG. 27 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
  • the motor pump MP includes a first impeller 1A arranged on the side of the suction port 21a, a second impeller 1B arranged on the side of the discharge port 22a, the first impeller 1A and the second impeller 1B. and a communication shaft 126 connected to the impeller 1B.
  • the rotor 2 is fixed to the first impeller 1A, and the stator 3 is arranged radially outside the rotor 2 .
  • the bearing 5 supports the first impeller 1A, and the second impeller 1B is supported by the bearing 5 via the communication shaft 126. As shown in FIG.
  • the motor pump MP has an intermediate casing 125 arranged between the first impeller 1A and the second impeller 1B.
  • the intermediate casing 125 is an annular partition separating the discharge side of the first impeller 1A and the suction side of the second impeller 1B.
  • intermediate casing 125 is fixed to stator casing 20 .
  • the motor pump MP has two impellers 1, but the number of impellers 1 is not limited to this embodiment.
  • the motor pump MP may have multiple intermediate casings 125 depending on the number of impellers 1 .
  • the motor-pump MP may comprise a plurality of impellers 1 including at least a first impeller 1A and a second impeller 1B.
  • FIG. 28 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
  • the motor pump MP further includes a discharge side bearing 128 that rotatably supports the communication shaft 126 and is arranged on the discharge side of the second impeller 1B.
  • the discharge side bearing 128 is attached to the discharge casing 22, and seal members (for example, O-rings) 127A and 127B are arranged in a gap between the discharge side bearing 128 and the discharge casing 22.
  • seal members for example, O-rings
  • the motor-pump MP may comprise a plurality of impellers 1 including at least a first impeller 1A and a second impeller 1B.
  • the discharge casing 22 has a channel 129 communicating with the discharge port 22a.
  • the flow path 129 is arranged radially outside the communication shaft 126 .
  • the handling liquid discharged from the second impeller 1B is discharged to the outside through the flow path 129 and the discharge port 22a.
  • the first impeller 1A and the second impeller 1B are supported not only by the bearing 5 but also by the discharge side bearing 128.
  • the discharge side bearing 128 is a radial bearing.
  • FIG. 29 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
  • the motor pump MP may include a communicating shaft 126 to which one impeller 1 is fixed, and a discharge side bearing 128 that rotatably supports the communicating shaft 126 .
  • FIG. 30 is a diagram showing a motor-pump in which various components can be selected according to operating conditions.
  • the horizontal axis indicates the flow rate
  • the vertical axis indicates the head.
  • the motor pump MP is configured such that optimum component parts can be selected according to various operating conditions (that is, the magnitude of the flow rate and the magnitude of the head).
  • the motor pump MP can be selected from a plurality (four in this embodiment) of different configurations (MPA to MPA in FIG. MPD).
  • the motor pump MP includes a plurality of impellers 1 having different sizes, a plurality of rotors 2 fixed to the plurality of impellers 1 and having different lengths, and a plurality of rotors 2 having different lengths. and a plurality of stator casings 20 each containing the plurality of stators 3 and having a length corresponding to the length of the plurality of stators 3. ing.
  • the size of the motor capacity of the motor pump MP depends on the length Lg of the stator 3.
  • the size of the head of the motor pump MP depends on the size of the diameter D1 of the impeller 1 .
  • the flow rate of the motor pump MP depends on the size of the outlet channel B2 of the impeller 1 .
  • a plurality of impellers 1 are provided with a plurality of side plates 11 having the same diameter and a plurality of main plates 10 having different diameters.
  • the diameter D1 of the impeller 1 corresponds to the diameter of the main plate 10 .
  • Motor pump MPA has a higher head capacity than motor pump MPB (ie, D1A>D1B).
  • Motor pump MPB has a higher flow capacity than motor pump MPA (ie, B2B>B2A).
  • Motor pump MPC has a larger motor displacement than motor pump MPB (ie, LgC>LgB). Motor pump MPC has a higher head capacity than motor pump MPB (ie, D1C>D1B).
  • the outlet channel B2B of the impeller 1 of the motor pump MPB has the same size as or larger than the outlet channel B2C of the impeller 1 of the motor pump MPC (i.e., B2B ⁇ B2C ).
  • the motor pump MPC has a higher head capacity than the motor pump MPD (ie, D1C>D1D).
  • Motor pump MPD has a higher flow capacity than motor pump MPC (ie, B2D>B2C).
  • the inner diameter D2 and the outer diameter D3 of the stator casing 20 are the same for all motor pumps MP. Therefore, the operator prepares component parts having different sizes according to the pumping capacity and flow capacity, and selects the optimum component part from a plurality of component parts based on the operating conditions of the motor pump MP. can be done.
  • stator casing 20 By making the inner diameter D2 and the outer diameter D3 of the stator casing 20 the same, components that are independent of the lift and flow capabilities (e.g., the bearing 5, the suction casing 21, and the discharge casing 22) do not have to be sized. , the pump unit PU can easily change its performance.
  • FIG. 31A is a cross-sectional view of a motor pump according to another embodiment
  • FIG. 31B is a diagram of the motor pump shown in FIG. 31A viewed from the axial direction.
  • the motor pump MP may include a swivel stop (in other words, false stop) 130 arranged on the back side of the impeller 1 .
  • swivel stop 130 is arranged in the embodiment shown in FIG. 31B, at least one swivel stop 130 may be arranged.
  • the swivel stop 130 is fixed to the discharge casing 22 and faces the main plate 10 of the impeller 1 .
  • the swirl stop 130 can prevent swirling of the liquid discharged from the impeller 1 between the impeller 1 and the discharge casing 22 .
  • FIG. 32A is a sectional view of a motor pump according to another embodiment
  • FIG. 32B is a front view of a suction casing of the motor pump shown in FIG. 32A.
  • the motor pump MP includes a suction casing 141 and a discharge casing 142 having flat flange shapes.
  • the suction port 21a of the suction casing 21 protrudes from the outer surface of the suction casing 21, and similarly, the discharge port 22a of the discharge casing 22 protrudes from the outer surface of the discharge casing 22.
  • the suction casing 141 has a flat flange shape
  • the suction port 141 a is formed on the same plane as the outer surface of the suction casing 141 .
  • the discharge casing 142 has a flat flange shape
  • the discharge port 142 a is formed on the same plane as the outer surface of the discharge casing 142 .
  • connection pipe 140 connected to the motor pump MP can be directly connected to the suction casing 141 .
  • connection pipe 140 may be directly connected to the discharge casing 142 having a flat flange shape.
  • connection pipe 140 connects the connection pipe 140 and the suction casing 141, and the number of parts for connecting the pipe (not shown) to the motor pump MP can be reduced. .
  • the connecting member is a member that is expected to leak liquid, it is possible to reliably prevent liquid leakage by eliminating the connecting member.
  • a sealing member for example, O-ring or gasket
  • O-ring or gasket is arranged between the connecting pipe 140 and the suction casing 141 .
  • An insertion hole 141b into which a fastener 150 for fastening the connecting pipe 140 and the suction casing 141 is inserted is formed on the radially outer side of the suction port 141a of the suction casing 141 .
  • the connection pipe 140 has a through hole 140a communicating with the insertion hole 141b. An operator can fasten connection pipe 140 and suction casing 141 to each other by inserting fastener 150 into through hole 140a and insertion hole 141b.
  • a bolt accommodating portion 142b for accommodating the head portion 25a of the through bolt 25 is formed on the radially outer side of the discharge port 142a of the discharge casing 142.
  • the suction casing 141 may have a bolt accommodation portion corresponding to the bolt accommodation portion 142b. That is, at least one of the suction casing 141 and the discharge casing 142 has a bolt accommodating portion that accommodates the head portion 25 a of the through bolt 25 .
  • FIG. 33 is a diagram showing a pump unit with motor pumps connected in series.
  • the motor pump MP shown in FIGS. 32A and 32B includes a suction casing 141 and a discharge casing 142 having a flat flange shape.
  • the casings 142 can be in surface contact with each other.
  • the suction casing 141 and the discharge casing 142 that are in surface contact with each other correspond to an intermediate casing.
  • a sealing member for example, an O-ring or a gasket is arranged between the suction casing 141 and the discharge casing 142 that are in surface contact with each other.
  • the motor pump MP includes simple main components (that is, the impeller 1, the rotor 2 and the stator 3, and the bearing 5), and is compact and lightweight. Therefore, by using the through-bolts 25, the plurality of motor pumps MP arranged in series can be easily and integrally fastened.
  • the suction casing 141 and the discharge casing 142 are brought into surface contact with each other, it is possible to improve the thermal conductivity of the pump unit PU and achieve temperature equilibrium among the plurality of motor pumps MP. As a result, the pump unit PU can stably operate.
  • FIG. 34 is a diagram showing another embodiment of the impeller.
  • the impeller 1 is a centrifugal impeller. More specifically, the impeller 1 has a main plate 10 extending perpendicularly to the direction of the centerline CL, and the liquid pressurized by the impeller 1 is discharged perpendicularly to the centerline CL.
  • the impeller 1 is a mixed flow impeller. More specifically, the impeller 1 includes a main plate 160 that is inclined at a predetermined angle with respect to the direction of the center line CL. The main plate 160 is inclined from the suction side toward the discharge side, and the liquid pressurized by the impeller 1 is discharged obliquely outward with respect to the center line CL.
  • FIG. 35 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
  • the motor pump MP includes a rotor holder 200 that holds the rotor 2, and the impeller 1, which is a press-molded product, to which the rotor holder 200 is fixed. Also in this embodiment, the rotor 2 and the bearing 5 are arranged in the suction side region of the impeller 1 (see FIG. 1).
  • the impeller 1 includes a main plate 10, a side plate 11, and a plurality of blades 12, and each of the main plate 10, the side plate 11, and the blades 12 is made of a metal material having excellent extensibility. It is a molded product. An example of such metal material is stainless steel.
  • the main plate 10, side plates 11 and wings 12 are separately press formed and joined after forming.
  • the weight of the entire impeller 1 can be reduced.
  • Such weight reduction of the impeller 1 contributes to reduction (or needlessness) of balance (dynamic balance) adjustment for determining the position of the center of gravity of the impeller 1 to a desired position.
  • the distance between the main plate 10 and the side plate 11 can be reduced, and as a result, the motor pump MP can be made even more compact.
  • the rotor holder 200 prevents corrosion of the rotor 2 due to contact of the rotor 2 with the handling liquid.
  • the rotor holder 200 includes a press-molded annular housing portion 201 that houses the rotor 2 , and an annular closing plate 202 that closes the housing portion 201 .
  • the accommodating portion 201 has an annular concave shape and is arranged concentrically with the impeller 1 around the center line CL.
  • the housing part 201 may be manufactured by deep drawing.
  • the accommodation portion 201 is fixed (joined) to the side plate 11 of the impeller 1 .
  • the housing 201 is welded to the side plate 11 .
  • the impeller 1 and the housing portion 201 are preferably made of the same material.
  • FIG. 36 is an enlarged view of the rotor holder.
  • the rotor holder 200 is arranged between the storage portion 201 and the closure plate 202 in order to prevent the liquid to be handled from entering through the gap between the storage portion 201 and the closure plate 202.
  • a sealed member (eg, an O-ring) 205 is provided. The sealing member 205 fixes the closing plate 202 to the housing portion 201 by its elastic force.
  • the closure plate 202 may be inserted into the rotor holder 200 by a mechanical insertion method.
  • a mechanical insertion method is press-fitting of the closing plate 202 into the rotor holder 200 .
  • the closing plate 202 may be inserted into the thermally expanded rotor holder 200 after heating the rotor holder 200 (shrink fitting). In this case, it is desirable to magnetize the rotor 2 after the closing plate 202 is inserted into the rotor holder 200 in order to reduce the thermal influence (that is, thermal demagnetization) on the magnetic force of the rotor 2 .
  • the closing plate 202 may be inserted into the rotor holder 200 by cooling fit.
  • the closure plate 202 may be inserted into the rotor holder 200 with an adhesive.
  • the housing portion 201 of the rotor holder 200 includes an outer annular portion 231, an inner annular portion 232 arranged radially inside the outer annular portion 231, and an annular rear portion connecting the outer annular portion 231 and the inner annular portion 232. 233 and .
  • the rotation-side bearing 6 is attached to the rotor holder 200, and the fixed-side bearing 7 is arranged on the suction side of the rotation-side bearing 6 (see FIG. 35).
  • Seal members 31A and 31B are arranged between the inner annular portion 232 and the cylindrical portion 6a of the rotation-side bearing body 6. As shown in FIG. Although two sealing members are arranged in this embodiment, the number of sealing members is not limited to this embodiment.
  • the inner annular portion 232 is processed smoothly in the press molding process of the rotor holder 200. In this way, by performing the press molding process, a new additional process for bringing the seal members 31A and 31B into close contact with the inner annular portion 232 can be omitted.
  • the housing portion 201 (more specifically, the outer annular portion 231 and the inner annular portion 232 ) extends parallel to the cylindrical portion 6 a of the rotation-side bearing body 6 , and the cylindrical portion 6 a extends along the inner annular portion 232 of the rotor holder 200 . is located radially inward of the The flange portion 6 b of the rotation-side bearing 6 extends parallel to the closing plate 202 and is arranged adjacent to the closing plate 202 .
  • the flange portion 6b of the rotation-side bearing 6 adjacent to the closing plate 202 can limit the movement of the closing plate 202. As shown in FIG.
  • the rotor holder 200 is provided with a filler (for example, grease, potting material, adhesive, etc.) filled in the housing portion 201 in order to reduce the amount of air expansion in the housing portion 201. good too.
  • a filler for example, grease, potting material, adhesive, etc.
  • the housing portion 201 has an outer surface 201a that contacts the rotation-side bearing body 6, an inner surface 201b that contacts the rotor 2, and corner surfaces 201c formed at corners of the inner surface 201b.
  • the corner surfaces 201c are smoothly curved surfaces.
  • the rotor 2 has sharp corners because it is manufactured by stacking laminated cores that are stamped iron plates.
  • the sharp corners of the rotor 2 come into contact with the smooth corner surface 201c, and the rotor 2 as a whole cannot be brought into close contact with the back surface portion 233. .
  • the operator may not be able to reliably position the rotor 2 with respect to the rotor holder 200 and may not be able to stably house the rotor 2 in the rotor holder 200 .
  • the rotor holder 200 has a spacer 203 arranged between the housing portion 201 and the rotor 2 .
  • spacer 203 is a shim placed between rear portion 233 and rotor 2 . Arranging the spacer 203 can prevent the rotor 2 from contacting the corner surface 201c.
  • the rotor 2 is housed in the rotor holder 200 in close contact with the spacer 203 , so the operator can reliably position the rotor 2 with respect to the rotor holder 200 . With such a configuration, the operator can stably house the rotor 2 in the rotor holder 200 .
  • FIG. 37 is a diagram showing another embodiment of the spacer.
  • the rotor holder 200 may include spacers 210 arranged between the housing portion 201 and the rotor 2 .
  • the spacers 210 are projections protruding from the rear portion 233 of the rotor holder 200.
  • FIG. 37 is a diagram showing another embodiment of the spacer.
  • the rotor holder 200 may include spacers 210 arranged between the housing portion 201 and the rotor 2 .
  • the spacers 210 are projections protruding from the rear portion 233 of the rotor holder 200.
  • the method of fastening the rotor 2 to the rotor holder 200 includes, for example, a fastening method using an adhesive, a fastening method using shrink fitting, and a fastening method using cooling fitting.
  • a fastening method for example, shrink fitting, cooling fitting, etc.
  • the dimensions of the rotor 2 and the rotor holder 200 must be determined appropriately. . Therefore, it is preferable to adopt a fastening method at room temperature as a simple fastening method.
  • FIG. 38 is a diagram showing the rotor inserted into the rotor holder.
  • the inner surface 230 of the rotor 2 that contacts the inner annular portion 232 has a polygonal shape (octagonal in this embodiment). Since the inner surface 230 of the rotor 2 has a polygonal shape, when the rotor 2 is inserted into the rotor holder 200 at room temperature, the inner annular portion 232 of the rotor holder 200 is positioned so that the inner surface 230 of the rotor 2 can be in line contact.
  • Such contact can prevent the entire rotor 2 from contacting the inner annular portion 232 of the rotor holder 200 . Therefore, even if the rotor 2 is press-fitted into the rotor holder 200, the contact area of the rotor 2 with the rotor holder 200 can be reduced, and as a result, deformation of the rotor holder 200 can be prevented. .
  • FIG. 39 is a diagram showing the rotor inserted into the rotor holder.
  • the inner annular portion 232 may have a plurality of protrusions 235 formed at the contact portion with the rotor 2 .
  • the protrusions 235 of the inner annular portion 232 face the inner surface 230 of the rotor 2 and the rotor 2 is in contact with the protrusions 235 .
  • the contact area of the rotor 2 with the rotor holder 200 can be reduced, and as a result, deformation of the rotor holder 200 can be prevented.
  • the motor pump MP includes a stator casing 20 that accommodates the stator 3 and is integrally molded with the stator 3 with resin.
  • the stator 3 includes a stator core 3a and coils 3b wound around the stator core 3a with an insulating material 220 interposed therebetween.
  • the insulating material 220 include insulating paper and resin.
  • the resin forming the stator casing 20 is made of a material (similar to the potting material) having insulating properties and excellent thermal conductivity.
  • the motor pump MP includes a motor frame 221 that covers the outer peripheral surface of the stator casing 20 and contacts the stator 3 .
  • Motor frame 221 has a passage hole 242 through which power line 105 and signal line 106 extending from coil 3b pass.
  • the motor frame 221 is made of a material with excellent thermal conductivity (for example, metal material). In this way, the stator 3 is covered with the stator casing 20 with excellent thermal conductivity and is in contact with the motor frame 221 with excellent thermal conductivity. Therefore, the heat generated from the coils 3b of the stator 3 is radiated outside through the stator casing 20 and the motor frame 221. As shown in FIG.
  • a sealing member for example, an O-ring
  • the stator casing 20 has seal grooves 229 in which seal members 241 are mounted.
  • the stator casing 20 is molded by pouring resin into a mold. By forming protrusions corresponding to the seal grooves 229 in the mold in advance, it is possible to omit the step of newly forming the seal grooves 229 after the stator casing 20 is manufactured.
  • the suction casing 21 and the discharge casing 22 may be formed with seal grooves (not shown) in which the seal members 241 are mounted.
  • stator casing 20, the return blades 30, and the partition plate 240 fixed to the return blades 30 are integrally molded members manufactured by resin molding.
  • Return vane 30 may have a unique non-linear shape as a flow path.
  • the stator casing 20, the return blades 30, and the partition plate 240 can be integrally manufactured easily in large quantities by adopting resin molding in which resin is poured into a mold.
  • the stator casing 20 may cover the stator core 3a and the potting material-covered coils 3b in order to improve heat dissipation from the coils 3b.
  • the potting material By covering the coil 3b with the potting material in this way, the potting material enters between the wire members forming the coil 3b, so that the heat dissipation of the coil 3b can be improved.
  • the heat dissipation of the stator 3 can be further improved.
  • An example of the resin constituting the stator casing 20 is a two-liquid mixture curing type resin (eg, dicyclopentadiene resin) or a heat curing type resin (eg, epoxy resin) having excellent fluidity at room temperature.
  • the strength of the stator casing 20 can be improved by incorporating fiber as an additive into the resin.
  • the improvement of the thermal conductivity of the stator casing 20 can be realized by mixing a material with high thermal conductivity as an additive. Both these fibers and materials with high thermal conductivity may be mixed as additives in the resin forming the stator casing 20 .
  • FIG. 40 is a diagram showing another embodiment of the impeller.
  • the motor pump MP includes an impeller 1 that is a resin molded product integrally molded with a rotor holder 200 .
  • the impeller 1 is made of resin in which a main plate 10, side plates 11, and blades 12 are integrally molded.
  • the strength of the impeller 1 can be improved by mixing fibers as additives into the resin.
  • the rotor holder 200 includes a resin-molded annular accommodating portion 251 that accommodates the rotor 2 , and a ring holder 252 that closes the accommodating portion 251 .
  • the housing portion 251 of the impeller 1 and the rotor holder 200 is integrally made of resin.
  • the ring holder 252 is made of press-molded corrosion-resistant material (eg, stainless steel).
  • the ring holder 252 and rotor 2 are fastened by a mechanical method such as shrink fitting, cooling fitting, or press fitting. In one embodiment, the ring holder 252 and rotor 2 may be glued together.
  • the inner surface 230 of the rotor 2 that contacts the ring holder 252 may have a polygonal shape in order to reduce the press-fit load of the rotor 2 (see FIG. 38). (see FIG. 39), and the ring holder 252 may have a plurality of projections 235 formed at the contact portion with the rotor 2 (see FIG. 39).
  • FIG. 41 is an enlarged view of the rotor holder.
  • the ring holder 252 includes a ring portion 253 having an L-shaped cross section and a bent portion 254 bent from the ring portion 253 .
  • a ring portion 253 of a ring holder 252, which is a press-molded product, has a smooth angular surface 257 formed at its bent portion.
  • the rotor 2 and the bearing 5 are arranged in the suction side region of the impeller 1 (see FIG. 1).
  • the rotation-side bearing 6 is attached to the ring holder 252
  • the fixed-side bearing 7 is arranged on the suction side of the rotation-side bearing 6 .
  • the seal members 31A and 31B are arranged between the ring portion 253 of the ring holder 252 and the cylindrical portion 6a of the rotation-side bearing body 6. As shown in FIG. Also in this embodiment, since the ring portion 253 is press-molded, a new additional process for bringing the seal members 31A and 31B into close contact with the ring portion 253 can be omitted.
  • the rotor 2 has sharp corners. Therefore, even if the rotor 2 is mounted on the ring holder 252 , the sharp corners of the rotor 2 will come into contact with the smooth corner surface 257 , and as a result, the operator will have to remove the rotor 2 from the rotor holder 200 . It may not be possible to store stably in
  • the rotor holder 200 has a spacer 260 arranged between the ring holder 252 and the rotor 2 .
  • spacer 260 is a shim placed between ring holder 252 and rotor 2 .
  • spacer 260 may be a protrusion (not shown) protruding from ring holder 252 (see FIG. 37).
  • the ring holder 252 and the rotor 2 attached to the ring holder 252 are set in the mold, and the resin is poured into the mold.
  • the resin forming the housing portion 251 of the rotor holder 200 wraps the rotor 2 , and as a result, the housing portion 251 seals the rotor 2 .
  • the resin that is poured into the mold is hot. Therefore, when the rotor 2 mounted on the ring holder 252 is brought into contact with high-temperature resin, the rotor 2 is thermally demagnetized. Therefore, it is necessary to magnetize the rotor 2 after manufacturing the rotor holder 200 .
  • the housing portion 251 of the rotor holder 200 and the impeller 1 are integrally molded members manufactured by resin molding.
  • Impeller 1, like return vane 30, may have a unique non-linear shape as a flow path. According to the present embodiment, by adopting resin molding in which resin is poured into a mold, it is possible to integrally mass-produce the accommodating portion 251 of the rotor holder 200 and the impeller 1 easily.
  • the ring holder 252 has an anti-rotation structure formed at a connecting portion with the accommodating portion 251 . Rotational torque of the rotor 2 is transmitted to the impeller 1 by driving the motor pump MP. Since the ring holder 252 has a detent structure, the ring holder 252 does not rotate relative to the housing portion 251 even when the impeller 1 rotates. A specific configuration of the anti-rotation structure will be described below.
  • the housing portion 251 includes a main body portion 255 surrounding most of the rotor 2 and a bent portion 256 bent from the main body portion 255 .
  • the ring portion 253 of the ring holder 252 has an embedding hole 253a in which a portion of the accommodating portion 251 (more specifically, the bent portion 256) is embedded.
  • a plurality of embedding holes 253 a are formed along the circumferential direction of the ring holder 252 .
  • the ring holder 252 and the accommodating portion 251 are firmly fastened to each other. This embedding is performed by pouring resin into a mold when the rotor holder 200 is manufactured.
  • the bent portion 254 of the ring holder 252 has an embedding hole 254a in which a portion of the body portion 255 of the housing portion 251 is embedded.
  • a plurality of embedding holes 254 a are formed along the circumferential direction of the ring holder 252 .
  • FIG. 42 is a diagram showing another embodiment of the anti-rotation structure.
  • the anti-rotation structure may be bent portions 253b and 254b bent in a U-shape. More specifically, the ring portion 253 of the ring holder 252 has a U-shaped bent portion 253b, and similarly, the bent portion 254 has a U-shaped bent portion 254b. ing.
  • the ring holder 252 and the accommodating portion 251 are also firmly fastened to each other with such a structure. Note that the embodiment shown in FIG. 41 and the embodiment shown in FIG. 42 may be combined.
  • the anti-rotation structure may be a gear-shaped notch (not shown) formed in each of the ring portion 253 and the bent portion 254 .
  • a plurality of cuts are formed along the circumferential direction of the ring holder 252 .
  • a primer is applied to the surface of the ring holder 252 in advance to remove oxides from the surface of the ring holder 252. good too.
  • the stator casing 20 also has the same structure as the stator casing 20 according to the embodiment shown in Figs. 35 to 39. More specifically, the motor pump MP includes a stator casing 20 housing the stator 3 and integrally formed with the stator 3 by resin molding; a motor frame 221 in contact with 3;
  • FIG. 43 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
  • constituent elements that are the same as or correspond to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
  • the motor pump MP includes a plurality of impellers including at least a first impeller 1A arranged on the side of the suction port 21a and a second impeller 1B arranged on the side of the discharge port 22a. 1.
  • at least one impeller 1 may be arranged between the first impeller 1A and the second impeller 1B.
  • a rotor holder 200 that holds the rotor 2 is fixed to the first impeller 1A, and a stator 3 housed in a resin stator casing 20 is arranged outside the rotor 2 in the radial direction.
  • the rotor 2 housed in the rotor holder 200 is fixed to the first impeller 1A, so the rotational force of the rotor 2 acts on the first impeller 1A.
  • the rotational force acting on the first impeller 1A is transmitted through the communication shaft 270 to the second impeller 1B. In this way, since the first impeller 1A receives all the rotational force of the rotor 2, the load acting on the first impeller 1A increases, and the first impeller 1A may be damaged.
  • the first impeller 1A has a higher strength than the other impellers 1 (in this embodiment, the second impeller 1B). Furthermore, in order to achieve a high head of the motor pump MP according to this embodiment, it is desirable that the first impeller 1A has high strength.
  • the motor pump MP having a plurality of impellers 1 desirably has not only a compact structure but also a structure with high strength. With such a structure, the motor pump MP can be stably operated.
  • the motor pump MP according to this embodiment not only has a compact structure, but also has a structure that allows stable operation.
  • the structure of the motor pump MP will be described below with reference to the drawings.
  • the first impeller 1A is supported by the first bearing 5, and a communication shaft 270 is connected to the first impeller 1A.
  • the second impeller 1B is connected to the communication shaft 270.
  • the motor pump MP includes an intermediate casing 275 arranged between the first impeller 1A and the second impeller 1B, to which a liner ring 276 is connected.
  • the liner ring 276 is a ring member that suppresses backflow of the handled liquid sucked into the second impeller 1B.
  • the intermediate casing 275 is composed of a member separate from the stator casing 20, but the intermediate casing 275 and the stator casing 20 may be composed of the same member.
  • the return vanes 30 fixed to the intermediate casing 275 also serve as guide vanes that guide the liquid discharged from the first impeller 1A to the second impeller 1B.
  • the return vanes (and the guide vanes) 30 efficiently convert the flow velocity of the liquid to be handled generated by the centrifugal force of the impeller 1A of the first impeller 1A into pressure and guide it to the liquid inlet of the first impeller 1B. can be done.
  • the discharge casing 22 integrally includes the return vane 30 and a partition plate 245 fixed to the return vane 30 . That is, the discharge casing 22, the return vane 30, and the partition plate 245 are integrally molded members.
  • the discharge casing 22, the return vane 30, and the partition plate 245, which are integrally constructed, may be integrally constructed by resin molding. In one embodiment, the discharge casing 22, return vanes 30, and divider plate 245 may be separate members.
  • the return vanes 30 fixed to the discharge casing 22 also play the same role as the return vanes 30 fixed to the intermediate casing 275 .
  • FIG. 44 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
  • the rotor holder 200 has the same structure as the rotor holder 200 according to the embodiment shown in FIG.
  • the rotor holder 200 may have a structure similar to the rotor holder 200 according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 45 is an enlarged view of the first impeller and the second impeller.
  • the boss portion 281 of the first impeller 1A has a larger size than the boss portion 282 of the second impeller 1B.
  • the boss portion 281 is a connection portion with the communication shaft 270 of the first impeller 1A
  • the boss portion 282 is a connection portion with the communication shaft 270 of the second impeller 1B.
  • the length L1 of the boss portion 281 in the direction of the center line CL is longer than the length L2 of the boss portion 282 in the direction of the center line CL.
  • the load acting on the first impeller 1A as the rotor 2 rotates is greater than the load acting on the second impeller 1B.
  • the boss portion 281 of the first impeller 1A has a larger size than the boss portion 282 of the second impeller 1B. can take enough power. As a result, the motor pump MP can prevent damage to the first impeller 1A.
  • the motor pump MP has a sleeve 280 that forms a predetermined distance between the first impeller 1A and the second impeller 1B.
  • the sleeve 280 is arranged between the first impeller 1A and the second impeller 1B. By arranging the sleeve 280, the operator can easily manage the distance between the first impeller 1A and the second impeller 1B.
  • Each of the first impeller 1A and the second impeller 1B has a power transmission structure (key structure, double chamfer structure, spline structure, etc.) and is connected to the communication shaft 270 by such structure.
  • a power transmission structure key structure, double chamfer structure, spline structure, etc.
  • each of the first impeller 1A and the second impeller 1B is fixed to the communicating shaft 270 by a fastener (for example, a nut) 273 fastened to the communicating shaft 270.
  • a sleeve 280 is arranged between the first impeller 1A and the second impeller 1B, and a rotation-side bearing 272 (described later) is arranged between the fastener 273 and the second impeller 1B. are placed.
  • the sleeve 280 is pressed against the first impeller 1A, and the rotation-side bearing body 272 is pressed against the second impeller 1B.
  • the first impeller 1A is sandwiched between the tip portion 270a of the communicating shaft 270 and the sleeve 280, and the second impeller 1B is sandwiched between the sleeve 280 and the rotation-side bearing 272.
  • the first impeller 1A and the second impeller 1B are firmly fixed to the communication shaft 270. As shown in FIG.
  • the distal end portion 270a of the communication shaft 270 is arranged on the suction side, and the fastener 273 is arranged on the discharge side.
  • the distal end 270a of the communicating shaft 270 may have a hexagonal head or a hexagonal hole. With such a structure, the operator can firmly fasten the fastener 273 to the communicating shaft 270 while the tip portion 270a is fixed.
  • FIG. 46 is a diagram showing another embodiment of the connection structure between the first impeller, the second impeller, and the communication shaft.
  • the motor pump MP includes collets 285 and 286 that fasten the first impeller 1A and the second impeller 1B to the communicating shaft 270, respectively. Since the collets 285 and 286 have the same structure, the structure of the collet 285 will be described below.
  • the collet 285 is a tubular member having a tapered shape and has a notch (not shown) extending in the direction of the center line CL.
  • the motor pump MP includes a second bearing (slide bearing) 277 that rotatably supports the communication shaft 270 and is arranged behind the second impeller 1B.
  • the second bearing 277 includes a rotation-side bearing body 272 arranged on the communication shaft 270 side and a fixed-side bearing body 271 arranged on the discharge casing 22 side.
  • the rotation-side bearing 272 is a rotation-side cylindrical body attached to the communicating shaft 270, and the fixed-side bearing 271 is attached to the discharge casing 22 and surrounds the rotation-side bearing 272 as a rotation-side cylindrical body. It is a side cylinder.
  • a partition plate 245 of the discharge casing 22 has a bearing support portion 246 that supports the fixed side bearing body 271 .
  • the fixed-side bearing body 271 is fixed to the bearing support portion 246 .
  • a slight gap is formed between the fixed side bearing body 271 and the rotary side bearing body 272 .
  • Ceramic or resin can be mentioned as an example of the material of the second bearing 277 .
  • the communication shaft 270 is supported not only by the first bearing 5 fixed to the first impeller 1A but also by the second bearing 277.
  • a communication shaft 270 to which a plurality of impellers 1 are connected has a longer length in the direction of the center line CL.
  • the motor pump MP including the first bearing 5 and the second bearing 277 suppresses shaft vibration of the communication shaft 270 due to the lengthening of the communication shaft 270, and as a result, can stably operate.
  • the first impeller 1A and the communication shaft 270 are fastened (step 1).
  • the intermediate casing 275 (see FIGS. 43 and 44) is inserted into the communicating shaft 270 (step 2), and the sleeve 280 is inserted into the communicating shaft 270 (step 3).
  • the second impeller 1B is inserted into the communication shaft 270, and the second impeller 1B and the communication shaft 270 are fastened (Step 4).
  • the rotation-side bearing body 272 is inserted into the communication shaft 270 (step 5), and the discharge casing 22 is fastened to the stator casing 20 (step 6).
  • the fastener 273 is fastened to the communication shaft 270 (step 7).
  • the worker may perform step 7 after performing step 5, and then perform step 6.
  • the communication shaft 270 is inclined, and as a result, the position of the communication shaft 270 may deviate from the direction of the center line CL.
  • the worker attaches the discharge casing 22 and fastens the fastener 273 to the communicating shaft 270 while confirming the positional relationship between the rotating side bearing body 272 and the fixed side bearing body 271 .
  • the motor pump MP is a straight type motor pump in which the suction port 21a and the discharge port 22a are aligned. It can be fastened to the shaft 270 .
  • FIG. 47 is a diagram showing another embodiment of the fastener.
  • fastener 290 has a smaller diameter than rotating bearing 272 .
  • fastener 290 may have the same diameter as rolling bearing 272 .
  • a spacer 291 is arranged between the fastener 290 and the communication shaft 270 . By inserting the fastener 290 into the screw hole 270b formed in the end of the communicating shaft 270, the spacer 291 presses the rotation side bearing body 272 against the second impeller 1B. According to this embodiment, even if the fixed-side bearing body 271 is inserted, the fastener 290 is reliably prevented from coming into contact with the fixed-side bearing body 271 .
  • the first impeller 1A and the second impeller 1B are sufficiently fastened to the communicating shaft 270 by inserting the collets 285 and 286 into the first impeller 1A and the second impeller 1B, respectively. be done. Therefore, the fastener 290 only needs to have a fastening force that restricts the movement of the rotation-side bearing 272 in the direction of the center line CL.
  • FIG. 48 is a diagram showing another embodiment of the second bearing.
  • the rotation-side bearing body 272 may be formed integrally with the communication shaft 270 .
  • the communication shaft 270 is made of the same bearing material as the rotation-side bearing body 272 (for example, ceramic, steel, etc.).
  • a fixed side bearing 271 is arranged around a communication shaft 270 integrally formed with a rotary side bearing 272 .
  • FIG. 49 is a diagram showing another embodiment of the second bearing.
  • the stationary side bearing body 271 is formed integrally with the bearing support portion 246 of the discharge casing 22 .
  • the bearing support portion 246 is made of the same bearing material as the fixed-side bearing body 271 (for example, ceramic, steel, resin, etc.).
  • the motor-pump MP may comprise a first impeller 1A having the same structure as the impeller 1 according to the embodiment shown in FIGS. 35-39, or the embodiment shown in FIGS. A first impeller 1A having the same structure as the impeller 1 according to .
  • the motor-pump MP may comprise a first impeller 1A having the same structure as the impeller 1 according to the embodiment shown in FIGS. 1-34. In other words, the embodiments shown in Figures 1-49 may be combined wherever possible.
  • FIG. 50 is a diagram showing a side plate provided on the motor pump according to the embodiment described above.
  • the motor pump MP may further include a side plate 300 that limits the outflow of the liquid pressurized by the impeller 1 (handled liquid) to the discharge casing 22 .
  • side plate 300 has a disk shape and is fixed to return vane 30 .
  • the side plate 300 is arranged between the main plate 10 of the impeller 1 and the return blade 30 .
  • Part of the liquid pressurized by the impeller 1 passes through the gap between the side plate 300 and the discharge casing 22 via the return vane 30 and is discharged from the discharge port 22a.
  • Another portion of the liquid pressurized by impeller 1 flows into the gap between side plate 300 and main plate 10 of impeller 1 .
  • the force of the liquid that pushes the impeller 1 toward the discharge casing 22 acts on the impeller 1 . Since the flow of the liquid that has flowed into the gap between the side plate 300 and the main plate 10 is restricted by the side plate 300, the pressurized liquid stays in the gap between the side plate 300 and the main plate 10. Since the liquid staying in the gap between the side plate 300 and the main plate 10 receives the fluid force acting on the impeller 1, movement of the impeller 1 toward the discharge casing 22 is restricted.
  • FIG. 51 is another embodiment of the side plate.
  • the side plate 300 may have an opening 300a formed in its center. As described above, liquid that has flowed into the gap between side plate 300 and main plate 10 may stay in the gap between side plate 300 and main plate 10 .
  • the staying liquid may swirl and eventually generate heat.
  • the opening 300a in the side plate 300 a circulating flow of liquid is formed between the gap between the side plate 300 and the discharge casing 22 and the gap between the side plate 300 and the impeller 1. be done. Therefore, the liquid existing between the side plate 300 and the impeller 1 flows into the discharge casing 22 side, heat generation of the liquid is prevented, and the temperature of the liquid can be kept constant. Furthermore, the opening 300a can serve to discharge air contained in the stagnant liquid to the discharge casing 22 side.
  • the opening 300a of the side plate 300 is a single opening formed on the centerline CL, but the number of openings 300a is not limited to this embodiment.
  • the side plate 300 may have a plurality of openings 300a to the extent that the movement of the impeller 1 toward the discharge casing 22 is restricted.
  • the opening 300a does not necessarily need to be formed on the center line CL as long as it can form a circulating flow of liquid.
  • the side plate 300 may have at least one opening 300a arranged concentrically around the centerline CL.
  • the shape of the opening 300a is also not particularly limited, and may be circular or polygonal (for example, triangular or quadrangular). Similarly, the size (that is, the area) of the opening 300a is not particularly limited as long as the movement of the side plate 300 toward the discharge casing 22 is restricted.
  • FIG. 52 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
  • the motor pump MP includes a discharge casing 22 having a discharge port 322 extending in a vertical direction perpendicular to the direction of the center line CL of the motor pump MP.
  • the discharge port 322 has a discharge port 322a that opens upward, and the suction port 21a and the discharge port 322a are perpendicular to each other.
  • the motor pump MP is a so-called end-top type motor pump in which the suction port 21a and the discharge port 322a are orthogonal.
  • a motor-pump MP has a compact structure.
  • the motor pump MP depending on the installation environment of the motor pump MP, it may not be possible to install the motor pump MP having a structure in which the suction port 21a and the discharge port 22a are arranged in a straight line. Even in such a case, the end-top type motor pump MP can be installed.
  • the motor pump MP can be installed in any installation environment.
  • the motor pump MP may further include a side plate 300 that restricts the outflow of the liquid pressurized by the impeller 1 (the liquid to be handled) to the discharge port 322 .
  • the side plate 300 can also be applied to the end-top type motor pump MP.
  • the side plate 300 may have an opening 300a (see FIG. 51).
  • the present invention can be used for motor pumps.

Abstract

本発明は、モータポンプに関するものである。モータポンプ(MP)は、回転子(2)を保持する回転子ホルダ(200)と、回転子ホルダ(200)が固定された、プレス成形品である羽根車(1)と、を備える。

Description

モータポンプ
 本発明は、モータポンプに関する。
 カップリングによって連結されたモータおよびポンプを備えるポンプ装置が知られている。このようなポンプ装置は、カップリングを介して、モータの駆動力をポンプの羽根車に伝達する構造を有している。
特開2000-303986号公報
 しかしながら、このようなポンプ装置では、ポンプおよびモータは、並んで配置されるため、設置面積が大きくなってしまう。その一方で、近年、コンパクト化(および省エネルギー化)の需要が高まっており、結果として、ポンプおよびモータの一体構造に対する要求も高まっている。
 そこで、本発明は、コンパクトな構造を有するモータポンプを提供することを目的とする。
 一態様では、回転子と、前記回転子の半径方向外側に配置された固定子と、前記回転子を保持する回転子ホルダと、前記回転子ホルダが固定された、プレス成形品である羽根車と、を備える、モータポンプが提供される。
 一態様では、前記回転子ホルダは、前記回転子を収容する、プレス成形された環状の収容部と、前記収容部を閉じる環状の閉塞板と、を備えている。
 一態様では、前記回転子ホルダは、前記収容部と前記閉塞板との間に配置されたシール部材を備えている。
 一態様では、前記回転子ホルダは、前記収容部に充填された充填剤を備えている。
 一態様では、前記回転子ホルダは、前記収容部と前記回転子との間に配置されたスペーサを備えている。
 一態様では、前記収容部は、外側環状部と、前記外側環状部の半径方向内側に配置された内側環状部と、を備えており、前記内側環状部は、前記回転子との接触部位に形成された複数の突起部を有している。
 一態様では、前記内側環状部と接触する前記回転子の内面は、多角形状を有している。
 一態様では、前記モータポンプは、前記羽根車を支持し、かつ前記羽根車の流路の外側に配置された軸受を備えており、前記軸受は、前記回転子ホルダに装着された回転側軸受体と、前記回転側軸受体の吸込側に配置された固定側軸受体と、を備えている。
 一態様では、前記モータポンプは、前記固定子を収容し、かつ前記固定子と一体的に樹脂モールド成形された固定子ケーシングを備えている。
 一態様では、前記モータポンプは、前記固定子ケーシングの外周面を覆い、かつ前記固定子と接触するモータフレームを備えている。
 一態様では、前記回転子および前記軸受は、前記羽根車の吸込側領域に配置されている。
 一態様では、回転子と、前記回転子の半径方向外側に配置された固定子と、前記回転子を保持する回転子ホルダと、前記回転子ホルダが一体的に成形された樹脂モールド成形品である羽根車と、を備える、モータポンプが提供される。
 一態様では、前記回転子ホルダは、前記回転子を収容する、樹脂モールド成形された環状の収容部と、前記収容部を閉じるリングホルダと、を備えている。
 一態様では、前記リングホルダは、前記収容部との接続部位に形成された回り止め構造を有している。
 一態様では、前記回り止め構造は、前記収容部の一部が埋め込まれた埋め込み穴である。
 一態様では、前記回り止め構造は、コの字状に折れ曲がる折れ曲がり部である。
 一態様では、前記回転子ホルダは、前記リングホルダと前記回転子との間に配置されたスペーサを備えている。
 一態様では、前記リングホルダは、前記回転子との接触部位に形成された複数の突起部を有している。
 一態様では、前記リングホルダと接触する前記回転子の内面は、多角形状を有している。
 一態様では、前記モータポンプは、前記羽根車を支持し、かつ前記羽根車の流路の外側に配置された軸受を備えており、前記軸受は、前記回転子ホルダに装着された回転側軸受体と、前記回転側軸受体の吸込側に配置された固定側軸受体と、を備えている。
 一態様では、前記モータポンプは、前記固定子を収容し、かつ前記固定子と一体的に樹脂モールド成形された固定子ケーシングを備えている。
 一態様では、前記モータポンプは、前記固定子ケーシングの外周面を覆い、かつ前記固定子と接触するモータフレームを備えている。
 一態様では、前記回転子および前記軸受は、前記羽根車の吸込側領域に配置されている。
 モータポンプは、回転子を保持する回転子ホルダに接続された羽根車を備えている。したがって、ポンプおよびモータを並べて配置する必要はなく、結果として、モータポンプは、コンパクトな構造を有することができる。
モータポンプの一実施形態を示す図である。 回転側軸受体と固定側軸受体との間の隙間を通過する取り扱い液の流れを示す図である。 固定側軸受体のフランジ部に形成された複数の溝の一実施形態を示す図である。 図4Aは、固定側軸受体の円筒部に形成された複数の溝の一実施形態を示す図である。 図4Bは、固定側軸受体の円筒部に形成された溝の他の実施形態を示す図である。 図4Cは、固定側軸受体の円筒部に形成された溝の他の実施形態を示す図である。 図5Aは、羽根車の背面に設けられたスラスト荷重低減構造の一実施形態を示す図である。 図5Bは、図5AをA線矢印から見た図である。 スラスト荷重低減構造の他の実施形態を示す図である。 図7Aは、固定子に対してずらして配置された回転子を示す図である。 図7Bは、固定子に対してずらして配置された回転子を示す図である。 テーパー構造を有する軸受の一実施形態を示す図である。 テーパー構造を有する軸受の他の実施形態を示す図である。 複数のモータポンプを備えるポンプユニットを示す図である。 ポンプユニットの他の実施形態を示す図である。 ポンプユニットの他の実施形態を示す図である。 図13Aは、比較例としてのモータポンプを示す図である。 図13Bは、モータポンプの他の実施形態を示す図である。 図13Cは、モータポンプの他の実施形態を示す図である。 バランス調整方法の一実施形態を示す図である。 バランス調整方法の一実施形態を示す図である。 バランス調整方法の一実施形態を示す図である。 バランス調整方法の一実施形態を示す図である。 バランス調整方法の一実施形態を示す図である。 バランス調整治具の他の実施形態を示す図である。 バランス調整方法の他の実施形態を示す図である。 図21Aは、ポンプユニットの他の実施形態を示す斜視図である。 図21Bは、図21Aに示すポンプユニットの平面図である。 制御装置によるモータポンプの制御フローを示す図である。 羽根車の他の実施形態を示す図である。 羽根車の他の実施形態を示す図である。 カバーと側板との間に配置されたシール部材を示す図である。 羽根車の他の実施形態を示す図である。 モータポンプの他の実施形態を示す図である。 モータポンプの他の実施形態を示す図である。 モータポンプの他の実施形態を示す図である。 運転条件に応じて、様々な構成部品を選択可能なモータポンプを示す図である。 図31Aは他の実施形態に係るモータポンプの断面図である。 図31Bは図31Aに示すモータポンプを軸線方向から見たときの図である。 図32Aは他の実施形態に係るモータポンプの断面図である。 図32Bは図32Aに示すモータポンプの吸込ケーシングの正面図である。 直列に接続されたモータポンプを備えるポンプユニットを示す図である。 羽根車の他の実施形態を示す図である。 モータポンプの他の実施形態を示す図である。 回転子ホルダの拡大図である。 スペーサの他の実施形態を示す図である。 回転子ホルダに挿入された回転子を示す図である。 回転子ホルダに挿入された回転子を示す図である。 羽根車の他の実施形態を示す図である。 回転子ホルダの拡大図である。 回り止め構造の他の実施形態を示す図である。 モータポンプの他の実施形態を示す図である。 モータポンプの他の実施形態を示す図である。 第1羽根車および第2羽根車の拡大図である。 第1羽根車および第2羽根車と、連通軸と、の接続構造の他の実施形態を示す図である。 締結具の他の実施形態を示す図である。 第2軸受の他の実施形態を示す図である。 第2軸受の他の実施形態を示す図である。 上述した実施形態に係るモータポンプに設けられたサイドプレートを示す図である。 サイドプレートの他の実施形態である。 モータポンプの他の実施形態を示す図である。
 以下、モータポンプの実施形態について、図面を参照して説明する。以下の実施形態において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
 図1は、モータポンプの一実施形態を示す図である。図1に示すように、モータポンプMPは、羽根車1と、羽根車1に固定された環状の回転子2と、回転子2の半径方向外側に配置された固定子3と、羽根車1を支持する軸受5と、を備えている。羽根車1は、その内部に形成された流路を有しており、軸受5は、羽根車1の流路(例えば、入口流路)の外側に配置されている。
 図1に示す実施形態では、モータポンプMPは、永久磁石型モータを備えた回転機械であるが、モータポンプMPの種類は、本実施形態には限定されない。一実施形態では、モータポンプMPは、誘導型モータを備えてもよく、またはリラクタンス型モータを備えてもよい。モータポンプMPが永久磁石型モータを備えている場合、回転子2は永久磁石である。モータポンプMPが誘導型モータを備えている場合、回転子2はかご型ロータである。
 図1に示す実施形態では、羽根車1は、遠心羽根車である。より具体的には、羽根車1は、円盤状の主板10と、主板10に対向して配置された側板11と、主板10と側板11との間に配置された複数の翼12と、を備えている。遠心羽根車としての羽根車1を備えるモータポンプMPは、軸流ポンプや斜流ポンプなどのポンプと比べて、揚圧特性に優れており、高い圧力を発生させることができる。さらに、本実施形態におけるモータポンプMPは、その内部で発生した圧力差を利用して、羽根車1の回転安定性に貢献することができる。
 側板11は、その中央部分に形成された吸込部15と、吸込部15に接続された本体部16と、を備えている。吸込部15は、モータポンプMPの中心線CL方向に延びており、本体部16は、中心線CLに対して傾斜する方向(より具体的には、垂直方向)に延びている。中心線CLは、モータポンプMPの運転によって流れる液体(取り扱い液)の流れ方向と平行である。
 図1に示すように、側板11は、側板11の外縁部11a(より具体的には、本体部16の端部)から吸込部15に向かって延びる環状の突起部17を備えている。図1に示す実施形態では、本体部16および突起部17は一体的に構成されているが、突起部17は本体部16とは別部材であってもよい。
 回転子2は、突起部17の外径よりも大きな内径を有しており、突起部17の外周面17aに固定されている。固定子3は、回転子2を取り囲むように配置されており、固定子ケーシング20に収容されている。固定子ケーシング20は、羽根車1の半径方向外側に配置されている。
 モータポンプMPは、固定子ケーシング20の両側に配置された吸込ケーシング21および吐出ケーシング22を備えている。吸込ケーシング21は、羽根車1の吸込側に配置されており、吐出ケーシング22は、羽根車1の吐出側に配置されている。羽根車1、回転子2、および軸受5は、固定子ケーシング20の半径方向内側に配置されており、吸込ケーシング21と吐出ケーシング22との間に配置されている。
 吸込ケーシング21は、その中央部分に吸込口21aを有している。吐出ケーシング22は、その中央部分に吐出口22aを有している。これら吸込口21aおよび吐出口22aは、中心線CLに沿って一直線に並んで配置されている。したがって、吸込口21aから吸い込まれ、吐出口22aから吐き出される取り扱い液は、一直線に流れる。
 図1に示すように、作業者は、固定子ケーシング20を吸込ケーシング21と吐出ケーシング22との間に挟んだ状態で、通しボルト25を吸込ケーシング21および吐出ケーシング22に挿入して、通しボルト25を締結する。このようにして、モータポンプMPは組み立てられる。
 モータポンプMPが運転されると、取り扱い液は、吸込ケーシング21の吸込口21aから吸い込まれる(図1の黒線矢印参照)。羽根車1は、その回転によって、取り扱い液を昇圧し、取り扱い液は、羽根車1の内部において、中心線CLと垂直方向(すなわち、遠心方向)に流れる。羽根車1の外部に吐き出された取り扱い液は、固定子ケーシング20の内周面20aに衝突して、取り扱い液の方向が転換される。その後、取り扱い液は、羽根車1の背面(より具体的には、主板10)と吐出ケーシング22との間の隙間を通って、吐出口22aから吐き出される。
 図1に示すように、モータポンプMPは、羽根車1の背面側に配置された戻り羽根30を備えている。図1に示す実施形態では、螺旋状に延びる複数の戻り羽根30が設けられている。これら複数の戻り羽根30は、吐出ケーシング22に固定されており、羽根車1の主板10に対向している。戻り羽根30を設けることにより、羽根車1から吐き出された取り扱い液は、スムーズに吐出口22aに案内される。戻り羽根30は、羽根車1から吐き出された取り扱い液の、速度エネルギーから圧力エネルギーへの変換に寄与する。
 図1に示す実施形態では、モータポンプMPは、その領域を、吸込側領域Raと、吐出側領域Rbと、吸込側領域Raと吐出側領域Rbとの間の中間領域Rcと、に区画される。吸込側領域Raは、吸込ケーシング21(より具体的には、吸込ケーシング21の吸込口21a)と羽根車1(より具体的には、羽根車1の側板11)との間の領域である。吐出側領域Rbは、吐出ケーシング22(より具体的には、吐出ケーシング22の吐出口22a)と羽根車1(より具体的には、羽根車1の主板10)との間の領域である。中間領域Rcには、複数の翼12が配置されている。
 回転子2および軸受5は、羽根車1の吸込側領域Raに配置されている。本実施形態では、羽根車1は、吸込側領域Raから吐出側領域Rbに向かって広がるテーパー形状を有する側板11を備えている。したがって、羽根車1の吸込側領域Raには、空間(デッドスペース)が形成される。本実施形態によれば、回転子2および軸受5を吸込側領域Raに配置することにより、モータポンプMPはデッドスペースを有効に活用した構造を有することができ、結果として、コンパクトな構造を有することができる。
 軸受5は、側板11の突起部17に装着された回転側軸受体6と、吸込ケーシング21に装着された固定側軸受体7と、を備えている。固定側軸受体7は、回転側軸受体6の吸込側に配置されている。回転側軸受体6は、羽根車1の回転とともに回転する回転部材であり、固定側軸受体7は、羽根車1が回転しても回転しない静止部材である。
 回転側軸受体6は、突起部17の内径よりも小さな外径を有する円筒部6aと、円筒部6aから外側に張り出したフランジ部6bと、を有している。したがって、回転側軸受体6の断面はL字形状を有している。突起部17の内周面17bと円筒部6aとの間には、シール部材(例えば、Oリング)31が配置されている。
 回転側軸受体6は、その円筒部6aにシール部材31が装着された状態で、羽根車1の突起部17に装着される。回転側軸受体6の装着により、回転子2は回転側軸受体6のフランジ部6bに隣接して配置される。
 固定側軸受体7は、回転側軸受体6の円筒部6aに対向して配置された円筒部7aと、回転側軸受体6のフランジ部6bに対向して配置されたフランジ部7bと、を備えている。固定側軸受体7の断面は、回転側軸受体6の断面と同様に、L字形状を有している。固定側軸受体7の円筒部7aと吸込ケーシング21との間には、シール部材32,33が配置されている。本実施形態では、2つのシール部材32,33が配置されているが、シール部材の数は、本実施形態には限定されない。
 図2は、回転側軸受体と固定側軸受体との間の隙間を通過する取り扱い液の流れを示す図である。取り扱い液は、羽根車1の回転によって昇圧されるため、吐出側領域Rbにおける取り扱い液の圧力は、吸込側領域Raにおける取り扱い液の圧力よりも大きい。したがって、羽根車1から吐き出された取り扱い液の一部は、吸込側領域Raに逆流する(図2の黒線矢印参照)。
 より具体的には、取り扱い液の一部は、固定子ケーシング20と回転子2との間の隙間を通過し、回転側軸受体6のフランジ部6bと固定側軸受体7のフランジ部7bとの間の隙間に流入する。
 図3は、固定側軸受体のフランジ部に形成された複数の溝の一実施形態を示す図である。図3に示すように、固定側軸受体7は、フランジ部7bに形成された複数の溝40を有している。これら複数の溝40は、フランジ部7bの、回転側軸受体6のフランジ部6bとの対向面に形成されている。複数の溝40は、取り扱い液の動圧をフランジ部7bとフランジ部6bとの間の隙間に発生させるために形成されている。本実施形態では、複数の溝40は、螺旋状に延びる螺旋溝である。一実施形態では、複数の溝40は、放射状に延びる放射溝であってもよい。複数の溝40を形成することにより、軸受5は、羽根車1のスラスト荷重を非接触で支持することができる。
 図3に示す実施形態では、複数の溝40は、フランジ部7bに形成されているが、一実施形態では、複数の溝40は、回転側軸受体6のフランジ部6bに形成されてもよい。このような形成によっても、軸受5は、羽根車1のスラスト荷重を非接触で支持することができる。
 図4Aは、固定側軸受体の円筒部に形成された複数の溝の一実施形態を示す図である。図4Aは、中心線CL方向から見たときの複数の溝41を示している。固定側軸受体7は、円筒部7aの円周方向に沿って、円筒部7aに形成された複数の溝41を有してもよい。図4Aに示す実施形態では、複数の溝41は、等間隔に配置されているが、不等間隔に配置されてもよい。
 これら複数の溝41は、円筒部7aの、回転側軸受体6の円筒部6aとの対向面に形成されており、円筒部7a(すなわち、中心線CL方向)と平行に延びている。図4Aに示す実施形態では、複数の溝41のそれぞれは、中心線CL方向から見たとき、円弧状に窪んだ形状を有している。複数の溝41の形状は、本実施形態には限定されない。一実施形態では、複数の溝41のそれぞれは、中心線CL方向から見たとき、凹形状に窪んだ形状を有してもよい。
 図4Bおよび図4Cは、固定側軸受体の円筒部に形成された溝の他の実施形態を示す図である。図4Bおよび図4Cに示すように、固定側軸受体7は、円筒部7aの円周方向に沿って、円筒部7aに形成された環状の溝42を有している。溝42は、円筒部7aの一部に形成されており、中心線CL方向と垂直な方向から見たとき、凹形状を有している(図4Bおよび図4C参照)。溝42の、中心線CL方向における両端42a,42aには、円筒部7aが存在している。このような構造により、羽根車1にラジアル荷重が作用しても、固定側軸受体7(より具体的には、円筒部7a)は、回転側軸受体6を介して羽根車1を確実に支持することができる。なお、中心線CL方向における溝42の長さは、特に限定されない。図4Bおよび図4Cに示す実施形態では、固定側軸受体7は、単一の溝42を有しているが、一実施形態では、固定側軸受体7は、中心線CL方向に沿って配置された複数の溝42を有してもよい。
 フランジ部6bとフランジ部7bとの間の隙間を通過した取り扱い液は、円筒部6aと円筒部7aとの間の隙間に流入する。羽根車1とともに回転側軸受体6が回転すると、この隙間を流れる取り扱い液には、粘性抵抗が発生してしまう。この粘性抵抗は、モータポンプMPの運転効率に悪影響を及ぼすおそれがある。
 上述した実施形態に示すように、複数の溝41(または溝42)を形成することにより、円筒部6aと円筒部7aとの間の隙間に形成された狭小領域の大きさは低減される。したがって、取り扱い液に発生する粘性抵抗を低減することができる。さらに、複数の溝41(または溝42)を形成することにより、取り扱い液の動圧が発生し、軸受5は、羽根車1のラジアル荷重を非接触で支持することができる。フランジ部6bとフランジ部7bとの間に形成された狭小領域の大きさの低減によって粘性抵抗を低減する効果は、複数の溝40(図3参照)を設けることによっても奏することができる。
 図4A~図4Cに示す実施形態では、溝41,42は、円筒部7aに形成されているが、一実施形態では、溝41,42は、回転側軸受体6の円筒部6aに形成されてもよい。このような形成によっても、軸受5は、羽根車1のラジアル荷重を非接触で支持することができる。
 図2に示すように、回転側軸受体6の円筒部6aと固定側軸受体7の円筒部7aとの間の隙間を通過した取り扱い液は、羽根車1の側板11と吸込ケーシング21との間の隙間を通過して、モータポンプMPの吸込側に戻される。本実施形態では、軸受5は、取り扱い液の漏れ流れの進路上に配置されている。このような構成により、取り扱い液の一部は、回転側軸受体6と固定側軸受体7との間の微小な隙間に流入し、結果として、モータポンプMPは取り扱い液の漏れを抑制することができる。
 上述したように、吐出側領域Rbにおける取り扱い液の圧力は、吸込側領域Raにおける取り扱い液の圧力よりも大きい。したがって、羽根車1には、吐出ケーシング22の吐出口22aから吸込ケーシング21の吸込口21aに向かってスラスト荷重が作用する(図1の白抜き矢印参照)。本実施形態に係るモータポンプMPは、スラスト荷重を低減する構造を有している。
 図5Aは、羽根車の背面に設けられたスラスト荷重低減構造の一実施形態を示す図である。図5Bは、図5AをA線矢印から見た図である。図5Aおよび図5Bに示すように、モータポンプMPは、羽根車1の背面(より具体的には、主板10)に設けられたスラスト荷重低減構造45を備えている。図5Aおよび図5Bに示す実施形態では、スラスト荷重低減構造45は、主板10に取り付けられた、螺旋状に延びる複数の裏羽根46である。これら複数の裏羽根46は、羽根車1の回転により、スラスト荷重とは反対方向の荷重を発生させることができる。結果として、スラスト荷重低減構造45は、モータポンプMPに発生するスラスト荷重を低減することができる。
 図6は、スラスト荷重低減構造の他の実施形態を示す図である。図6に示すように、スラスト荷重低減構造45は、羽根車1(より具体的には、主板10)の周方向に沿って形成された、羽根車1の中心側に向かって延びる複数の切り欠き構造であってもよい。図6に示す実施形態では、羽根車1の主板10には、複数の切り欠き47が形成されている。複数の切り欠き47を形成することにより、取り扱い液の、主板10との接触面積は低減される。結果として、スラスト荷重低減構造45は、モータポンプMPに発生するスラスト荷重を低減することができる。図示しないが、図5に示す実施形態と図6に示す実施形態とは組み合わされてもよい。
 本実施形態では、羽根車1は、常に、吐出側から吸込側に向かって、スラスト荷重を受ける。さらに、軸受5は、回転力を発生する羽根車1を支持している。したがって、羽根車1自体の平行は保持され、羽根車1のふらつきを抑制することができる。結果として、単一の軸受5を吸込側領域Raに配置するだけの構造(すなわち、単一軸受構造)で、モータポンプMPは、その運転を安定的に継続することができる。
 一実施形態では、羽根車1および軸受5のうち、少なくとも1つは、軽量材質から構成されてもよい。軽量材質として、樹脂または比重の小さな金属(例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金など)を挙げることができる。このような構造により、モータポンプMP自体の重量を軽減することができ、さらには、軸受5(および羽根車1)のさらなるコンパクト化を実現することができる。なお、羽根車1および軸受5などの、液体に接触する部材(すなわち、接液部材)の材質は、特に限定されず、液質に応じて、適宜、任意の材質に変更可能である。
 さらに本実施形態では、複数の戻り羽根30(図1参照)は、羽根車1に発生するラジアル荷重を低減することができる。複数の戻り羽根30は、吐出口22aの周方向に沿って等間隔に配置されている。このような配置により、ラジアル荷重は均等に分配され、結果として、羽根車1に発生するラジアル荷重は軽減される。
 本実施形態では、モータポンプMPは、永久磁石型モータを備えている。したがって、モータポンプMPの始動時には、磁力に起因する反発力を回転力に変換するための一定の荷重が軸受5に作用する。この荷重は回転子2に発生する力であり、軸受5はこの荷重を支持する。
 図7Aおよび図7Bは、固定子に対してずらして配置された回転子を示す図である。図7Aに示すように、固定子3に対して、回転子2を吐出側にずらして配置した場合、羽根車1は、回転子2と固定子3との間に発生する磁力の影響により、回転側軸受体6が固定側軸受体7に近接する方向に作用する力を受ける(図7Aの矢印参照)。このような配置により、固定側軸受体7に作用する回転側軸受体6のスラスト荷重を調整(増加)することができる。
 図7Bに示すように、固定子3に対して、回転子2を吸込側にずらして配置した場合、羽根車1は、回転子2と固定子3との間に発生する磁力の影響により、回転側軸受体6が固定側軸受体7から離間する方向に作用する力を受ける(図7B参照)。このような配置により、固定側軸受体7に作用する回転側軸受体6のスラスト荷重を調整(低減)することができる。
 図8は、テーパー構造を有する軸受の一実施形態を示す図である。図8に示す実施形態では、軸受5は、回転側軸受体6と固定側軸受体7との間の隙間が吸込側から吐出側に向かって中心線CL(すなわち、羽根車1の中心部分)に近接する方向に延びるテーパー構造を有している。図8に示すように、回転側軸受体6および固定側軸受体7は、互いに対向する傾斜面50,51をそれぞれ有している。このような構成により、軸受5は、回転側軸受体6および固定側軸受体7に作用するラジアル荷重およびスラスト荷重を傾斜面50,51に集約することができ、軸受5は、シンプルな構造を有することができる。
 図9は、テーパー構造を有する軸受の他の実施形態を示す図である。図9に示す実施形態では、軸受5は、回転側軸受体6と固定側軸受体7との間の隙間が吸込側から吐出側に向かって中心線CL(すなわち、羽根車1の中心部分)から離間する方向に延びるテーパー構造を有している。図9に示すように、回転側軸受体6および固定側軸受体7は、互いに対向する傾斜面53,54をそれぞれ有している。
 図10は、複数のモータポンプを備えるポンプユニットを示す図である。図10に示すように、ポンプユニットPUは、直列的に配置された複数のモータポンプMPと、複数のモータポンプMPのそれぞれの動作を制御するインバータ60と、を備えてもよい。図10に示す実施形態では、複数のモータポンプMPのそれぞれは、上述した実施形態で示した構造と同一の構造を有している。したがって、モータポンプMPの詳細な説明を省略する。
 図10に示す実施形態では、ポンプユニットPUは、3つのモータポンプMPを備えているが、モータポンプMPの数は本実施形態には限定されない。上述したように、ポンプユニットPUの吸込口21aおよび吐出口22aは、中心線CLに沿って一直線に並んで配置されている。したがって、複数のモータポンプMPを連続的に一直線上に配置することができ、ポンプユニットPUは、容易に多段のモータポンプ構造を有することができる。
 図10に示すように、1段目の羽根車1Aに隣接して配置された吸込ケーシング21と、3段目の羽根車1Cに隣接して配置された吐出ケーシング22との間には、2つの中間ケーシング61が配置されている。これら中間ケーシング61,61の間には、2段目の羽根車1Bが配置されている。中間ケーシング61,61のそれぞれは、吸込ケーシング21と共通の(すなわち、類似)構造を有している。作業者は、吸込ケーシング21と吐出ケーシング22との間に中間ケーシング61,61を挟んだ状態で、通しボルト25をこれら吸込ケーシング21、中間ケーシング61,61、および吐出ケーシング22に挿入し、締め付けることにより、ポンプユニットを組み立てることができる。
 図10に示すように、複数のモータポンプMPの固定子3には、1台のインバータ60が接続されている。インバータ60は、複数のモータポンプMPのそれぞれを独立して制御することができる。したがって、作業者は、ポンプユニットの運転条件に応じて、少なくとも1台のモータポンプMPを任意のタイミングで運転することができる。
 図11および図12は、ポンプユニットの他の実施形態を示す図である。図11および図12に示す実施形態では、ポンプユニットPUは、並列的に配置された複数のモータポンプMPを備えている。図11では、簡略的に描かれているが、これら複数のモータポンプMPのそれぞれは、配管65の内側に設置されている。図11では、4台のモータポンプMPが設けられているが、モータポンプMPの数は本実施形態には限定されない。図12に示すように、3台のモータポンプMPが設けられてもよい。
 図13Aは、比較例としてのモータポンプを示す図である。図13Bおよび図13Cは、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図13Aに示すように、比較例としてのモータポンプは、回転軸RSを備えているが、本実施形態に係るモータポンプMPは、回転軸RSを有していない。その代わりに、羽根車1は、その中心部分に配置された、丸みを帯びた凸部70を備えている。
 図13Bに示す実施形態では、羽根車1は、第1曲率半径を有する凸部70Aを有しており、図13Cに示す実施形態では、羽根車1は、第1曲率半径とは異なる第2曲率半径を有する凸部70Bを有している。以下、凸部70A,70Bを区別せずに、単に凸部70と呼ぶことがある。
 凸部70は、主板10の中心部分に配置されており、主板10と一体的に構成されている。一実施形態では、凸部70は主板10とは異なる部材であってもよい。この場合、モータポンプの運転条件に応じて、曲率半径の異なる凸部70を交換してもよい。
 凸部70の先端部71は、滑らかな凸形状を有しており、羽根車1に流入する取り扱い液は、凸部70の先端部71に接触する。凸部70を設けることにより、取り扱い液は、その流れが阻害されることなく、スムーズに、かつ効率よく、翼12に案内される。その一方で、比較例としてのモータポンプでは、回転軸RSは、ナットNtにより羽根車に固定されているため、取り扱い液の流れは、ナットNt(および回転軸RS)により阻害されてしまうおそれがある。
 図13Bに示す凸部70Aは、図13Cに示す凸部70Bの曲率半径よりも大きな曲率半径を有している。凸部70の曲率半径を大きくすることにより、凸部70と側板11との間の距離は小さくなる。逆に、凸部70の曲率半径を小さくすることにより、凸部70と側板11との間の距離は大きくなる。このように、凸部70の曲率半径を変更することにより、取り扱い液の、羽根車1の流路の大きさを調整することができる。図13Cに示す羽根車1の流路は、図13Bに示す羽根車1の流路よりも大きい。
 本実施形態によれば、モータポンプMPは、回転軸を有していないため、部品点数を削減することができ、流路の大きさの調整も可能である。さらに、回転軸を設ける必要はないため、羽根車1は、コンパクトなサイズを有することができる。結果として、モータポンプMPの全体は、コンパクトなサイズを有することができる。
 モータポンプは、その運転により、羽根車1を高速で回転させる。仮に、羽根車1の重心位置がずれていると、羽根車1は、偏心した状態で高速で回転してしまう。結果として、騒音が発生するおそれがあり、最悪の場合、モータポンプが故障してしまうおそれがある。
 そこで、作業者は、羽根車1の重心位置を所望の位置に決定するバランス(ダイナミックバランス)調整方法を実行する。図13Aに示すように、羽根車に回転軸RSが取り付けられている場合、回転軸RSを試験機に取り付けて、回転軸RSとともに羽根車を回転する必要がある。本実施形態では、羽根車1には、回転軸RSが取り付けられていないため、作業者は、以下で説明するバランス調整方法を実行することが可能である。
 図14~図18は、バランス調整方法の一実施形態を示す図である。図14に示すように、まず、作業者は、羽根車1の中心(より具体的には、主板10)に貫通穴10aを形成する工程を実行する。その後、図15に示すように、作業者は、バランス調整治具75の軸体76を貫通穴10aに挿入する。バランス調整治具75の軸体76は、回転軸に相当する。
 その後、図16に示すように、作業者は、羽根車1の背面側に固定体77を配置し、軸体76を固定体77に締結する。この状態で、作業者は、バランス調整治具75とともに羽根車1を回転させた状態で、羽根車1の重心位置を決定し、重心位置を調整する工程を実行する。このように、バランス調整治具75は、羽根車1の中心を支持する構造を有している。したがって、バランス調整治具75は、センターサポート調整治具と呼ばれてもよい。
 作業者は、羽根車1の重心位置を所望の位置に決定した後、バランス調整治具75の軸体76を引き抜き、その後、センターキャップ80を貫通穴10aに挿入して、貫通穴10aを閉塞する(図17および図18参照)。センターキャップ80は、図13Bおよび図13Cに示す実施形態に係る凸部70と同様に、丸みを帯びた形状を有している。したがって、取り扱い液は、その流れが阻害されることなく、スムーズに、かつ効率よく、翼12に案内される。
 図19は、バランス調整治具の他の実施形態を示す図である。図18に示す実施形態では、バランス調整治具75は、羽根車1の中心を支持する構造を有している。図19に示す実施形態では、バランス調整治具85は、軸受5の回転側軸受体6を支持するサポータ86と、サポータ86に固定された軸部87と、を備えている。このように、バランス調整治具85は、羽根車1の端部を支持する構造を有している。したがって、バランス調整治具85は、エッジサポート調整治具と呼ばれてもよい。
 サポータ86は、回転側軸受体6の内径よりも小さな外径を有する環状形状を有しており、サポータ86を回転側軸受体6に挿入することにより、バランス調整治具85は、回転側軸受体6を介して、羽根車1を支持する。この状態で、作業者は、バランス調整治具85とともに羽根車1を回転させる工程を実行する。その後、作業者は、羽根車1を回転させた状態で、羽根車1の重心位置を決定し、重心位置を調整する工程を実行する。
 図19に示す実施形態によれば、作業者は、貫通穴10aを形成する必要はない。図19に示す実施形態においても、羽根車1は、その中心位置に形成された凸部70を有してもよい(図13Aおよび図13B参照)。
 図20は、バランス調整方法の他の実施形態を示す図である。図20に示すように、回転子2は、環状の鉄心2aと、鉄心2aに埋め込まれた複数の磁石2bと、を備えている。複数の磁石2bは、回転子2(より具体的には、鉄心2a)の周方向に沿って、等間隔に配置されている。作業者は、回転子2の周方向に沿って、複数のおもり挿入穴90を形成する工程を実行する。このおもり挿入穴90を形成する工程は、鉄心2aの製造時に行われる。
 おもり挿入穴90は、互いに隣接する磁石2bの間に形成されている。作業者は、羽根車1の重心位置を決定する工程を実行し、現在の羽根車1の重心位置を決定する。羽根車1の重心位置がずれている場合、作業者は、複数のおもり挿入穴90の少なくとも1つにおもり91を挿入して、重心位置を調整する工程を実行する。
 一実施形態では、羽根車1の重心位置がずれている場合、作業者は、おもり挿入穴90におもり91を挿入する代わりに、羽根車1の重心位置のずれの原因となる、重さの過剰分を除去してもよい。
 図21Aは、ポンプユニットの他の実施形態を示す斜視図である。図21Bは、図21Aに示すポンプユニットの平面図である。図21Aおよび図21Bに示すように、ポンプユニットPUは、複数(本実施形態では、3台)のモータポンプMPと、複数のモータポンプMPを可変速運転する制御装置100と、制御装置100に電気的に接続され、かつ複数のモータポンプMPに供給される電流を検出する電流センサ101と、を備えている。
 本実施形態では、2つの電流センサ101が配置されているが、少なくとも1つの電流センサ101が配置されてもよい。電流センサ101の一例として、ホール素子、CT(電流変換器)を挙げることができる。
 ポンプユニットPUは、複数のモータポンプMPから延びる電力線105および信号線106と、電流センサ101、電力線105、および信号線106を保護する保護カバー107と、を備えている。電力線105および信号線106は、インバータ60に電気的に接続されている。
 複数のモータポンプMPの間には、U相、V相、およびW相の銅バー(言い換えれば、通電版、銅板)108が掛け渡されており、電流センサ101は、これら銅バー108の1つに接続されている。各モータポンプMPは、端子台102を備えており、銅バー108は、端子台102に接続されている。
 制御装置100は、インバータ60に電気的に接続されており、インバータ60を介して、モータポンプMPの動作を制御するように構成されている。制御装置100は、インバータ60の外部に配置されてもよく、またはインバータ60の内部に配置されてもよい。
 制御装置100は、信号線106を通じて電流センサ101から信号を受信する信号受信部100aと、モータポンプMPの運転に関する情報や運転プログラムを記憶する記憶部100bと、信号受信部で受信したデータおよび記憶部に記憶されたデータに基づいて、モータポンプMPの運転を制御する制御部100cと、を備えている。
 本実施形態では、ポンプユニットPUは、複数のモータポンプMPに対して1台のインバータ60を備えているが、ポンプユニットPUは、モータポンプMPの数に対応する数を有するインバータ60を備えてもよい。複数のモータポンプMPが配置されている場合、複数のインバータ60のそれぞれは、制御装置100によって複数のモータポンプMPのそれぞれの動作を制御する。
 上述したように、モータポンプMPは、デッドスペースを有効に活用したコンパクトな構造を有している。したがって、これら複数のモータポンプMPを直列に接続することにより、ポンプユニットPUは、その設置面積を大きくすることなく、高揚程で運転をすることができる。
 モータポンプMPは永久磁石型モータを備えた回転機械である。このようなモータは、起動時に強制的に電圧を印加することにより、無制御で回転する。インバータ60によるモータポンプMPの回転速度の制御は、即時に開始され、その後、モータポンプMPの定常運転が開始される。
 本実施形態では、ポンプユニットPUは、複数のモータポンプMPを備えている。したがって、モータポンプMPの回転速度の制御を開始する前に、複数のモータポンプMPの間における回転速度差が解消されれば問題ないが、回転速度差が解消されない場合には、モータポンプMPの起動不良が発生しているおそれがある。
 一般的に、回転子2の磁極数が多くなると、モータポンプMPは滑らかに回転し、複数のモータポンプMPの間における回転速度差が解消されやすくなる。本実施形態におけるモータポンプMPは、回転子2の内側に流路を形成する構造を有しており、回転子2の外径を大きく設計している。
 回転子2の外径が大きい場合、回転子2の外周方向の大きさが大きくなるため、複数の磁石を容易に配置することができ、磁極数を増やすことができる。このような構成により、ポンプユニットPUは、複数のモータポンプMPの間における回転速度差を解消することができる。さらに、本実施形態では、安価な平面磁石を使用することにより、回転子2は、湾曲した磁石を用いる一般的なモータと比べて、コストを削減することができる。
 さらに、本実施形態では、モータポンプMPは、固定子3が固定子ケーシング20に収容されたキャンドモータ構造を有しており、回転子2と固定子3との間の距離は、一般的なモータと比べて、大きい。したがって、モータポンプMPは、トルクの変動幅を意味するトルクリップルを軽減することができ、結果として、ポンプユニットPUは、複数のモータポンプMPの間における回転速度差を解消することができる。
 このように、ポンプユニットPUは、回転速度差を解消することができるが、モータポンプMPの起動時および/または定常運転時において、モータポンプMPをさらに安定的に運転することが望ましい。
 そこで、以下、モータポンプMPの制御方法について説明する。本実施形態では、複数のモータポンプMPは、直列に接続されている。この場合、取り扱い液に異物が含まれていると、異物がモータポンプMP(特に、1台目のモータポンプMP)に絡まり、結果として、異物によってポンプユニットPUの運転が阻害されるおそれがある。さらに、何らかの原因により、複数のモータポンプMPの間における回転速度差が解消されないおそれもある。
 図22は、制御装置によるモータポンプの制御フローを示す図である。図22のステップS101に示すように、インバータ60に電気的に接続された制御装置100は、インバータ60の出力電流に基づいて、モータポンプMPの現在の運転時における複数のモータポンプMPの電流値(より具体的には、各モータポンプMPの電流値の合計)を測定する。
 その後、制御装置100は、モータポンプMPの通常の運転時(より具体的には、起動時および定常運転時)において、想定される想定電流値に基づいて、下限電流値を算出し、測定された電流値の合計(測定電流値Amax)と所定の下限電流値とを比較する(ステップS102参照)。一実施形態では、制御装置100の記憶部100bは、各モータポンプMPの想定電流値と、複数のモータポンプMPの想定電流値と、を記憶している。記憶部100bは、各モータポンプMPの想定電流値から複数のモータポンプMPの想定電流値を算出してもよい。
 制御装置100は、各モータポンプMPの定格電流値および許容電流値のうちの少なくとも1つに基づいて、「通常の運転時に想定される想定電流値」を決定してもよく、モータポンプMPの複数台運転時の電流値に基づいて「通常の運転時に想定される想定電流値」を決定してもよい。
 一実施形態では、制御装置100は、複数のモータポンプMPの台数に基づいて、下限電流値を決定する。例えば、下限電流値は、次の計算式によって求められる。
 下限電流値=複数のモータポンプMPの想定電流値×(1-1/モータポンプの台数n)
 本実施形態では、3台のモータポンプMPが配置されているため、下限電流値は、想定電流値の2/3である。
 ステップS102の後、制御装置100は、算出された下限電流値と測定電流値とを比較する(ステップS103参照)。より具体的には、制御装置100は、測定電流値が下限電流値よりも低いか否かを判断する(測定電流値Amax>下限電流値)。
 測定電流値が下限電流値よりも低い場合には(ステップS103の「YES」参照)、本実施形態では、測定電流値が想定電流値の2/3(すなわち、下限電流値)を下回っている場合には、制御装置100は、複数のモータポンプMPの少なくとも1つに異常が発生していると判断する(ステップS104参照)。測定電流値が下限電流値よりも低下していない場合には(ステップS103の「NO」参照)、制御装置100は、ステップS102,S103を繰り返す。
 制御装置100が異常発生を判断した場合には、制御装置100は、モータポンプMPの運転を継続しつつ、アラームを発報してもよく、モータポンプMPの運転を停止して、アラームを発報してもよい。
 このような制御フローは、モータポンプMPの起動時に行ってもよく、モータポンプMPの定常運転時に行ってもよい。モータポンプMPの起動時に制御フローを行う場合には、測定電流値は、複数のモータポンプMPの起動時における起動電流値に相当し、想定電流値は、複数のモータポンプMPの通常の起動時に想定される電流値である。
 モータポンプMPの定常運転時に制御フローを行う場合には、測定電流値は、複数のモータポンプMPの定常運転時における運転電流値に相当し、想定電流値は、複数のモータポンプMPの通常の定常運転時に想定される電流値である。
 起動電流値および運転電流値は、同一であってもよく、異なっていてもよい。同様に、通常の起動時に想定される想定電流値および通常の定常運転時に想定される想定電流値は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
 一実施形態では、制御装置100は、複数のモータポンプMPの吐出側の流量に基づいて想定電流値を決定してもよい。この場合、ポンプユニットPUは、取り扱い液の流量を検出する流量センサ(図示しない)を備えており、流量センサは、制御装置100に電気的に接続されている。
 制御装置100の記憶部100bは、通常の運転時における取り扱い液の流量と、通常の運転時において複数のモータポンプMPに供給される電流との相関関係と、を示すデータを記憶している。制御装置100は、このデータに基づいて、想定電流値を決定し、決定された想定電流値に基づいて、下限電流値を算出する。下限電流値の算出式の一例として、上記計算式を挙げることができる。
 制御装置100は、複数のモータポンプMPの定常運転時における測定電流値と、下限電流値と、を比較し、測定電流値が下限電流値よりも低い場合には、複数のモータポンプMPの少なくとも1つに異常が発生していると判断する。
 一実施形態では、制御装置100は、複数のモータポンプMPの吐出側の圧力に基づいて、想定電流値を決定してもよい。この場合、ポンプユニットPUは、取り扱い液の圧力を検出する圧力センサ(図示しない)を備えており、圧力センサは、制御装置100に電気的に接続されている。
 制御装置100の記憶部100bは、取り扱い液の圧力と、通常の運転時において複数のモータポンプMPに供給される電流との相関関係を示すデータを記憶している。制御装置100は、このデータに基づいて、想定電流値を決定し、決定された想定電流値に基づいて、下限電流値を算出する。下限電流値の算出式の一例として、上記計算式を挙げることができる。
 制御装置100は、複数のモータポンプMPの定常運転時における測定電流値と、下限電流値と、を比較し、測定電流値が下限電流値よりも低い場合には、複数のモータポンプMPの少なくとも1つに異常が発生していると判断する。
 図21Aおよび図21Bに示す実施形態では、ポンプユニットPUは、1台目のモータポンプMP(第1モータポンプMP)と2台目のモータポンプMP(第2モータポンプMP)との間に配置された電流センサ101(第1電流センサ101)と、第2モータポンプMPと3台目のモータポンプMP(第3モータポンプMP)との間に配置された電流センサ101(第2電流センサ101)と、を備えている。
 したがって、制御装置100は、第1電流センサ101から送られる信号に基づいて、第1モータポンプMPの電流値(すなわち、測定電流値Aa1)を測定し、第2電流センサ101から送られる信号に基づいて、第1モータポンプMPの測定電流値Aa1および第2モータポンプMPの測定電流値Aa2の合計(すなわち、測定電流値Ab(=Aa1+Aa2))を測定することができる。
 制御装置100は、測定電流値Aa1と、各モータポンプMPの通常の運転時(始動時、定常運転時)に想定される想定電流値と、を比較し、測定電流値Aa1が想定電流値よりも低い(Aa1<想定電流値)場合には、第1モータポンプMPに異常が発生していると判断する。
 制御装置100は、測定電流値Aa1と、各モータポンプMPの通常の運転時(始動時、定常運転時)に想定される想定電流値と、を比較し、測定電流値Aa1が想定電流値よりも大きく(Aa1>想定電流値)、かつ測定電流値Abから測定電流値Aa1を減算した値(すなわち、Ab-Aa1)が想定電流値よりも小さい((Ab-Aa1)<想定電流値)場合には、第2モータポンプMPに異常が発生していると判断する。測定電流値Abから測定電流値Aa1を減算した値は、測定電流値Aa2に相当する。
 制御装置100は、測定電流値Amaxが下限電流値よりも低いと判断し、かつ第1モータポンプMPおよび第2モータポンプMPに異常が発生していないと判断した場合には、第3モータポンプMPに異常が発生していると決定する。
 ポンプユニットPUが直列に接続された4台のモータポンプMPを備えている場合、ポンプユニットPUは、第3モータポンプMPと4台目のモータポンプMP(第4モータポンプMP)との間に配置された電流センサ101(第3電流センサ101)を備えている。
 制御装置100は、第3電流センサ101から送られる信号に基づいて第1モータポンプMPの測定電流値Aa1、第2モータポンプMPの測定電流値Aa2、および第3モータポンプMPの測定電流値Aa3の合計(すなわち、測定電流値Ac)を測定することができる。
 制御装置100は、測定電流値Aa1が想定電流値よりも大きく(Aa1>想定電流値)、測定電流値Abから測定電流値Aa1を減算した値(すなわち、Ab-Aa1)が想定電流値よりも大きく((Ab-Aa1)>想定電流値)、かつ、測定電流値Acから測定電流値Abを減算した値(すなわち、Ac-Ab、ここで、Ab=Aa1+Aa2)が想定電流値よりも低い場合には、第3モータポンプMPに異常が発生していると判断する。測定電流値Acから測定電流値Abを減算した値は、想定電流値Aa3に相当する。
 制御装置100は、測定電流値Amaxが下限電流値よりも低いと判断し、かつ第1モータポンプMP、第2モータポンプMP、および第3モータポンプMPに異常が発生していないと判断した場合には、第4モータポンプMPに異常が発生していると決定する。なお、ポンプユニットPUが直列に接続された5台以上のモータポンプMPを備えている場合においても、制御装置100は、上述した方法と同様の方法により、各モータポンプMPの異常を判断することができる。
 上述した実施形態では、直列に接続された複数のモータポンプMPの制御方法について、説明したが、ポンプユニットPUは、並列に接続された複数のモータポンプMPを制御してもよい。並列に接続された複数のモータポンプMP(図11および図12参照)を制御する場合、制御装置100は、複数のモータポンプMPのそれぞれの起動タイミングをずらすように構成されてもよい。
 起動タイミングをずらすことにより、ポンプユニットPUは、配管65内に旋回流を形成することができる。旋回流を形成することにより、配管65に付着する異物や空気を除去することができ、さらには、取り扱い液の滞留を防止することができる。
 旋回流を形成するために、制御装置100は、複数のモータポンプMPのうちの1台(第1モータポンプMP)を起動した後、起動されたモータポンプMP(すなわち、第1モータポンプMP)に隣接するモータポンプMP(第2モータポンプMP)を起動してもよい。このように、隣接するモータポンプMPを連続的に起動することによって、ポンプユニットPUは、モータポンプMPの起動順に沿って旋回する旋回流を形成することができる。
 例えば、3台のモータポンプMPが配置されている場合、制御装置100は、第1モータポンプMPを起動し、その後、第2モータポンプMPを起動してもよく、または第3モータポンプMPを起動した後、第3モータポンプMPに隣接する第1モータポンプMPを起動してもよい。
 図23は、羽根車の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、軸受5の図示は省略されている。上述した実施形態では、羽根車1は、側板11の外縁部11aから吸込部15に向かって延びる環状の突起部17を備えている(図1参照)。図23に示す実施形態では、羽根車1の側板11は、側板11の外縁部11aの半径方向内側に配置された環状の突起部117を有している。
 回転子2は、側板11の外縁部11aと突起部117との間に形成された環状段部に配置されており、回転子2の露出部分はカバー110によって覆われている。カバー110はモータポンプMPの構成要素の1つである。カバー110の一例として、耐腐食性を有するキャン、樹脂コート、またはNiめっきコートを挙げることができる。
 一実施形態では、回転子2の鉄心2aは、接着剤、圧入、焼嵌、溶接などの手段により、突起部117に接合されている。同様に、カバー110は、接着剤、圧入、焼嵌、溶接などの手段により、羽根車1に接合されている。
 図24は、羽根車の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、軸受5の図示は省略されている。図24に示すように、羽根車1は、突起部117の半径方向外側に配置された環状の装着部118を備えてもよい。装着部118と突起部117との間の環状の空間に回転子2を挿入することにより、回転子2をより確実に側板11に固定することができる。本実施形態においても、回転子2の露出部分は、カバー110で覆われている。
 図25は、カバーと側板との間に配置されたシール部材を示す図である。本実施形態では、軸受5の図示は省略されている。図25に示すように、カバー110と側板11(より具体的には、側板11の外縁部11aおよび突起部117)との間にシール部材(例えば、Oリング)120,121を配置することにより、液体の、回転子2への接触を確実に防止することができる。
 図1乃至図25に示す実施形態に係る羽根車1は、例えば、鋳造製造やステンレスプレス成形や樹脂成形などの手段により、製造される。以下に説明する図26乃至図34に示す実施形態に係る羽根車1も同様に、鋳造製造やステンレスプレス成形や樹脂成形などの手段により、製造されてもよい。
 図26は、羽根車の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、軸受5の図示は省略されている。図26に示すように、回転子2は、主板10と側板11との間に形成された羽根車1の流路(すなわち、出口流路)を遮るように、側板11の外縁部11aに固定されている。本実施形態においても、回転子2は、吸込側領域Raに配置されている。
 図26に示す実施形態では、回転子2は、カバー110で覆われておらず、回転子2は、耐腐食性を有する材質から構成されている。上述した実施形態においても、回転子2は、必ずしもカバー110で覆われる必要はなく、耐腐食性を有する材質から構成されてもよい。一実施形態では、回転子2はカバー110で覆われてもよい。
 このような構成により、出口流路を通過する取り扱い液は、回転子2の内周面に衝突して、取り扱い液の方向が転換される。その後、取り扱い液は、主板10と吐出ケーシング22との間の隙間を通って、吐出口22aから吐き出される。
 図23乃至図26に示す実施形態においても、回転子2および軸受5は、羽根車1の吸込側領域Raに配置されているため、モータポンプMPは、コンパクトな構造を有している。
 図27は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図27に示すように、モータポンプMPは、吸込口21a側に配置された第1羽根車1Aと、吐出口22a側に配置された第2羽根車1Bと、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bに接続された連通軸126と、を備えている。回転子2は、第1羽根車1Aに固定されており、固定子3は回転子2の半径方向外側に配置されている。軸受5は第1羽根車1Aを支持しており、第2羽根車1Bは、連通軸126を介して軸受5によって支持されている。
 図27に示す実施形態では、モータポンプMPは、第1羽根車1Aと第2羽根車1Bとの間に配置された中間ケーシング125を備えている。中間ケーシング125は、第1羽根車1Aの吐出側と第2羽根車1Bの吸込側とを隔離する環状の隔壁である。本実施形態では、中間ケーシング125は、固定子ケーシング20に固定されている。
 図27に示す実施形態では、モータポンプMPは、2枚の羽根車1を備えているが、羽根車1の数は本実施形態には限定されない。モータポンプMPは、羽根車1の数に応じて、複数の中間ケーシング125を備えてもよい。言い換えれば、モータポンプMPは、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bを少なくとも含む、複数の羽根車1を備えてもよい。
 図28は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図28に示すように、モータポンプMPは、連通軸126を回転自在に支持し、かつ第2羽根車1Bの吐出側に配置された吐出側軸受128をさらに備えている。吐出側軸受128は、吐出ケーシング22に装着されており、吐出側軸受128と吐出ケーシング22との間の隙間には、シール部材(例えば、Oリング)127A,127Bが配置されている。なお、図28に示す実施形態においても、モータポンプMPは、2枚の羽根車1を備えているが、羽根車1の数は本実施形態には限定されない。モータポンプMPは、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bを少なくとも含む、複数の羽根車1を備えてもよい。
 図28に示すように、吐出ケーシング22は、吐出口22aに連通する流路129を有している。流路129は、連通軸126の半径方向外側に配置されている。第2羽根車1Bから吐き出された取り扱い液は流路129および吐出口22aを通じて外部に吐き出される。
 図28に示す実施形態では、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bは、軸受5のみならず、吐出側軸受128によっても支持されている。吐出側軸受128は、ラジアル軸受である。このような構造により、モータポンプMPは、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bの、ラジアル方向への変位を抑制することができる。
 図29は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図29に示すように、モータポンプMPは、1枚の羽根車1が固定された連通軸126と、連通軸126を回転自在に支持する吐出側軸受128と、を備えてもよい。
 図30は、運転条件に応じて、様々な構成部品を選択可能なモータポンプを示す図である。図30において、横軸は流量を示しており、縦軸は揚程を示している。図30に示すように、モータポンプMPは、様々な運転条件(すなわち、流量の大きさおよび揚程の大きさ)に応じて、最適な構成部品を選択可能に構成されている。
 図30に示す実施形態では、モータポンプMPは、揚程の大きさおよび流量の大きさに応じて、複数(本実施形態では、4つ)の異なる構成から選択可能である(図30のMPA~MPD参照)。本実施形態において、モータポンプMPは、異なるサイズを有する複数の羽根車1と、複数の羽根車1に固定され、かつ異なる長さを有する複数の回転子2と、複数の回転子2の長さに対応する長さを有する複数の固定子3と、複数の固定子3を収容し、かつ複数の固定子3の長さに対応する長さを有する複数の固定子ケーシング20と、を備えている。
 モータポンプMPのモータ容量の大きさは、固定子3の長さLgの長さに依存している。モータポンプMPの揚程の大きさは、羽根車1の直径D1の大きさに依存している。モータポンプMPの流量の大きさは、羽根車1の出口流路B2の大きさに依存している。
 複数の羽根車1は、同一の直径を有する複数の側板11と異なる直径を有する複数の主板10と、を備えている。本明細書において、羽根車1の直径D1は、主板10の直径に相当する。
 モータポンプMPAおよびモータポンプMPBの関係性について説明する。図30に示すように、モータポンプMPAおよびモータポンプMPBは、同一のモータ容量を有している(すなわち、LgA=LgB)。モータポンプMPAは、モータポンプMPBよりも高い揚程能力を有している(すなわち、D1A>D1B)。モータポンプMPBは、モータポンプMPAよりも高い流量能力を有している(すなわち、B2B>B2A)。
 モータポンプMPAおよびモータポンプMPCの関係性について説明する。モータポンプMPCは、モータポンプMPAよりも大きなモータ容量を有している(すなわち、LgC>LgA)。モータポンプMPCは、モータポンプMPAと同一の揚程能力を有している(すなわち、D1A=D1C)。モータポンプMPCは、モータポンプMPAよりも高い流量能力を有している(すなわち、B2C>B2A)。
 モータポンプMPBおよびモータポンプMPCの関係性について説明する。モータポンプMPCは、モータポンプMPBよりも大きなモータ容量を有している(すなわち、LgC>LgB)。モータポンプMPCは、モータポンプMPBよりも高い揚程能力を有している(すなわち、D1C>D1B)。モータポンプMPBの羽根車1の出口流路B2Bは、モータポンプMPCの羽根車1の出口流路B2Cと同じ、または出口流路B2Cよりも大きな大きさを有している(すなわち、B2B≧B2C)。
 モータポンプMPCおよびモータポンプMPDの関係性について説明する。モータポンプMPCは、モータポンプMPDと同一のモータ容量を有している(すなわち、LgC=LgD)。モータポンプMPCは、モータポンプMPDよりも高い揚程能力を有している(すなわち、D1C>D1D)。モータポンプMPDは、モータポンプMPCよりも高い流量能力を有している(すなわち、B2D>B2C)。
 モータポンプMPBおよびモータポンプMPDの関係性について説明する。モータポンプMPDは、モータポンプMPBよりも大きなモータ容量を有している(すなわち、LgD>LgB)。モータポンプMPDは、モータポンプMPBよりも高い流量能力を有している(すなわち、B2D>B2B)。モータポンプMPBは、モータポンプMPDと同一の揚程能力を有している(すなわち、D1B=D1D)。
 図30に示すように、すべてのモータポンプMPにおいて、固定子ケーシング20の内径D2および外径D3は、同一である。したがって、作業者は、揚程能力および流量能力に応じて、異なるサイズを有する構成部品を用意しておき、モータポンプMPの運転条件に基づいて、複数の構成部品から最適な構成部品を選択することができる。
 固定子ケーシング20の内径D2および外径D3を同一にすることにより、揚程能力や流量能力に依存しない構成部品(例えば、軸受5、吸込ケーシング21、および吐出ケーシング22)のサイズを変更することなく、ポンプユニットPUは、その性能を容易に変更することができる。
 図31Aは他の実施形態に係るモータポンプの断面図であり、図31Bは図31Aに示すモータポンプを軸線方向から見たときの図である。図31Aおよび図31Bに示すように、モータポンプMPは、羽根車1の背面側に配置された旋回止め(言い換えれば、ファールストップ)130を備えてもよい。
 図31Bに示す実施形態では、1つの旋回止め130が配置されているが、少なくとも1つの旋回止め130が配置されてもよい。旋回止め130は、吐出ケーシング22に固定されており、羽根車1の主板10に対向している。旋回止め130は、羽根車1から吐き出された取り扱い液の、羽根車1と吐出ケーシング22との間での旋回を防止することができる。
 図32Aは他の実施形態に係るモータポンプの断面図であり、図32Bは図32Aに示すモータポンプの吸込ケーシングの正面図である。図32Aおよび図32Bに示すように、モータポンプMPは、平坦なフランジ形状を有する吸込ケーシング141および吐出ケーシング142を備えている。
 上述した実施形態では、吸込ケーシング21の吸込口21aは、吸込ケーシング21の外面から突出しており、同様に、吐出ケーシング22の吐出口22aは、吐出ケーシング22の外面から突出している。本実施形態では、吸込ケーシング141は平坦なフランジ形状を有しているため、吸込口141aは、吸込ケーシング141の外面と同一平面上に形成されている。同様に、吐出ケーシング142は平坦なフランジ形状を有しているため、吐出口142aは、吐出ケーシング142の外面と同一平面上に形成されている。
 このような構造により、モータポンプMPに接続された接続管140を吸込ケーシング141に直接接続することができる。図示しないが、接続管140を平坦なフランジ形状を有する吐出ケーシング142に直接接続してもよい。
 このような構成により、接続管140および吸込ケーシング141を連結する部材(連結部材)を配置する必要はなく、配管(図示しない)をモータポンプMPに接続するための部品点数を削減することができる。
 連結部材は液体の漏洩が想定される部材であるため、連結部材を排除することにより、液体の漏洩を確実に防止することができる。本実施形態では、図示しないが、接続管140と吸込ケーシング141との間には、シール部材(例えば、Oリングまたはガスケット)が配置されている。
 吸込ケーシング141の吸込口141aの半径方向外側には、接続管140と吸込ケーシング141とを締結するための締結具150が挿入される挿入孔141bが形成されている。接続管140は、挿入孔141bに連通する貫通孔140aを有している。作業者は、締結具150を貫通孔140aおよび挿入孔141bに挿入することにより、接続管140および吸込ケーシング141を互いに締結することができる。
 吐出ケーシング142の吐出口142aの半径方向外側には、通しボルト25の頭部25aを収容するボルト収容部142bが形成されている。ボルト収容部142bに通しボルト25の頭部25aを収容することにより、頭部25aが吐出ケーシング22から突出することを防止することができる。
 一実施形態では、吸込ケーシング141は、ボルト収容部142bに相当するボルト収容部を有してもよい。すなわち、吸込ケーシング141および吐出ケーシング142の少なくとも1つは、通しボルト25の頭部25aを収容するボルト収容部を有している。
 図33は、直列に接続されたモータポンプを備えるポンプユニットを示す図である。図33に示すように、図32Aおよび図32Bに示すモータポンプMPは、平坦なフランジ形状を有する吸込ケーシング141および吐出ケーシング142を備えているため、互いに隣接して配置された吸込ケーシング141および吐出ケーシング142は、互いに面接触することができる。互いに面接触する吸込ケーシング141および吐出ケーシング142は、中間ケーシングに相当する。
 図示しないが、互いに面接触する吸込ケーシング141と吐出ケーシング142との間には、シール部材(例えば、Oリングまたはガスケット)が配置されている。
 本実施形態によれば、中間ケーシング61(図10参照)を配置する必要はなく、同一構造を有する複数のモータポンプMPを直接、直列に接続するだけの簡単な作業により、複数のモータポンプMPを備えるポンプユニットPUを構成することができる。
 本実施形態に係るモータポンプMPは、シンプルな主要な構成部品(すなわち、羽根車1と、回転子2および固定子3と、軸受5)を備えており、小型軽量化が図られている。したがって、通しボルト25を用いることにより、直列に配置された複数のモータポンプMPを、容易に一体的に締結することができる。
 さらに、吸込ケーシング141および吐出ケーシング142を互いに面接触することにより、ポンプユニットPUの熱伝導率を向上させることができ、複数のモータポンプMPの間における温度平衡を図ることができる。結果として、ポンプユニットPUは、安定的に運転することができる。
 図34は、羽根車の他の実施形態を示す図である。上述した実施形態では、羽根車1は、遠心羽根車である。より具体的には、羽根車1は、中心線CL方向と垂直に延びる主板10を備えており、羽根車1によって昇圧された液体は、中心線CLに対して垂直に吐き出される。図34に示す実施形態では、羽根車1は、斜流羽根車である。より具体的には、羽根車1は、中心線CL方向に対して所定の角度で傾斜する主板160を備えている。主板160は、吸込側から吐出側に向かって傾斜しており、羽根車1によって昇圧された液体は、中心線CLに対して斜め方向外側に吐き出される。
 図35は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図35に示すように、モータポンプMPは、回転子2を保持する回転子ホルダ200と、回転子ホルダ200が固定された、プレス成形品である羽根車1と、を備えている。本実施形態においても、回転子2および軸受5は、羽根車1の吸込側領域(図1参照)に配置されている。
 羽根車1は、主板10と、側板11と、複数の翼12と、を備えており、これら主板10、側板11、および翼12のそれぞれは、延展性に優れた金属材料から構成されたプレス成形品である。このような金属材料の一例として、ステンレス鋼を挙げることができる。一実施形態では、これら主板10、側板11、および翼12は、別個にプレス成形され、成形後に接合される。
 羽根車1をプレス成形品から構成することにより、羽根車1の全体の軽量化を実現することができる。このような羽根車1の軽量化は、羽根車1の重心位置を所望の位置に決定するバランス(ダイナミックバランス)調整の軽減(または不要)に貢献する。さらに、このような構成により、主板10と側板11との間の距離を小さくすることができるため、結果として、モータポンプMPのさらなるコンパクト化を実現することができる。
 回転子ホルダ200は、回転子2の取り扱い液との接触に起因する、回転子2の腐食を防止する。回転子ホルダ200は、回転子2を収容する、プレス成形された環状の収容部201と、収容部201を閉じる環状の閉塞板202と、を備えている。収容部201は、環状の凹形状を有しており、中心線CLを中心として、羽根車1と同心状に配置されている。例えば、収容部201は、深絞り成形によって製造されてもよい。
 収容部201は、羽根車1の側板11に固定(接合)されている。一実施形態では、収容部201は、側板11に溶接されている。収容部201を羽根車1に容易に固定するために、羽根車1および収容部201は、同一の材料から構成することが好ましい。
 図36は、回転子ホルダの拡大図である。図36に示すように、取り扱い液の、収容部201と閉塞板202との間の隙間からの浸入を防止するために、回転子ホルダ200は、収容部201と閉塞板202との間に配置されたシール部材(例えば、Oリング)205を備えている。シール部材205は、その弾性力により、閉塞板202を収容部201に固定する。
 一実施形態では、閉塞板202は、機械的な挿入方法により、回転子ホルダ200に挿入されてもよい。機械的な挿入方法の一例として、閉塞板202の、回転子ホルダ200への圧入を挙げることができる。機械的な挿入方法の他の例として、回転子ホルダ200を加熱した後に、熱膨張した回転子ホルダ200に閉塞板202を挿入してもよい(焼き嵌め)。この場合、回転子2の磁力に対する熱影響(すなわち、熱減磁)を軽減するために、閉塞板202を回転子ホルダ200に挿入した後に、回転子2を着磁することが望ましい。機械的な挿入方法の他の例として、冷やし嵌めにより、閉塞板202を回転子ホルダ200に挿入してもよい。機械的な挿入方法の他の例として、接着剤により、閉塞板202を回転子ホルダ200に挿入してもよい。
 回転子ホルダ200の収容部201は、外側環状部231と、外側環状部231の半径方向内側に配置された内側環状部232と、外側環状部231および内側環状部232を接続する環状の背面部233と、を備えている。
 回転側軸受体6は回転子ホルダ200に装着されており、固定側軸受体7は回転側軸受体6の吸込側に配置されている(図35参照)。内側環状部232と回転側軸受体6の円筒部6aとの間には、シール部材31A,31Bが配置されている。本実施形態では、2つのシール部材が配置されているが、シール部材の数は、本実施形態には限定されない。
 シール部材31A,31Bを内側環状部232に密着させるために、内側環状部232は、回転子ホルダ200のプレス成形工程において、滑らかに加工される。このように、プレス成形工程を経ることにより、シール部材31A,31Bを内側環状部232に密着させるための新たな追加工程を省略することができる。
 収容部201(より具体的には、外側環状部231および内側環状部232)は回転側軸受体6の円筒部6aと平行に延びており、円筒部6aは回転子ホルダ200の内側環状部232の半径方向内側に配置されている。回転側軸受体6のフランジ部6bは、閉塞板202と平行に延びており、閉塞板202に隣接して配置されている。
 収容部201の内部に空気が存在している場合、収容部201内の空気の膨張に起因して、閉塞板202が収容部201から離間する方向に移動するおそれがある。本実施形態では、閉塞板202に隣接する回転側軸受体6のフランジ部6bは、閉塞板202の移動を制限することができる。
 一実施形態では、収容部201内の空気の膨張量を低減するために、回転子ホルダ200は、収容部201に充填された充填剤(例えば、グリス、ポッティング材、接着剤など)を備えてもよい。
 収容部201は、回転側軸受体6に接触する外面201aと、回転子2に接触する内面201bと、内面201bの角部に形成された角面201cと、を有している。上述したように、回転子ホルダ200は、プレス成形品であるため、角面201cは滑らかな曲面である。その一方で、回転子2は、鉄板の打ち抜き品である積層コアを積み重ねることにより製造されるため、回転子2は鋭利な角部を有している。
 したがって、回転子2を収容部201に挿入しても、回転子2の鋭利な角部が滑らかな角面201cに接触してしまい、回転子2の全体は背面部233に密着することができない。結果として、作業者は、回転子2を回転子ホルダ200に対して、確実に位置決めすることができず、回転子2を回転子ホルダ200に安定的に収容することができないおそれがある。
 そこで、回転子ホルダ200は、収容部201と回転子2との間に配置されたスペーサ203を備えている。図36に示す実施形態では、スペーサ203は、背面部233と回転子2との間に配置されたシムである。スペーサ203を配置することにより、回転子2の、角面201cへの接触を防止することができる。結果として、回転子2はスペーサ203に密着して、回転子ホルダ200に収容されるため、作業者は、回転子2を回転子ホルダ200に対して、確実に位置決めすることができる。このような構成により、作業者は、回転子2を回転子ホルダ200に安定的に収容することができる。
 図37は、スペーサの他の実施形態を示す図である。図37に示すように、回転子ホルダ200は、収容部201と回転子2との間に配置されたスペーサ210を備えてもよい。図37に示す実施形態では、スペーサ210は、回転子ホルダ200の背面部233から突出した突起である。
 回転子2の回転子ホルダ200への締結方法は、例えば、接着剤による締結方法、焼き嵌めによる締結方法、冷やし嵌めによる締結方法を挙げることができる。回転子2および/または回転子ホルダ200の温度変化を伴う締結方法(例えば、焼き嵌めや冷やし嵌めなど)を採用する場合、回転子2および回転子ホルダ200の寸法を適切に決定する必要がある。そこで、簡易な締結方法として、常温での締結方法を採用することが好ましい。
 図38は、回転子ホルダに挿入された回転子を示す図である。図38に示すように、内側環状部232と接触する回転子2の内面230は、多角形状(本実施形態では、8角形)を有している。回転子2の内面230は多角形状を有しているため、回転子2を回転子ホルダ200に常温で挿入する場合には、回転子ホルダ200の内側環状部232は、回転子2の内面230に線接触することができる。
 このような接触により、回転子2の全体が回転子ホルダ200の内側環状部232に接触することを防止することができる。したがって、回転子2を回転子ホルダ200に圧入しても、回転子2の回転子ホルダ200との接触面積を低減することができ、結果として、回転子ホルダ200の変形を防止することができる。
 図39は、回転子ホルダに挿入された回転子を示す図である。図39に示すように、内側環状部232は、回転子2との接触部位に形成された複数の突起部235を有してもよい。内側環状部232の突起部235は、回転子2の内面230に対向しており、回転子2は、突起部235に接触している。このような構成によっても、回転子2の回転子ホルダ200との接触面積を低減することができ、結果として、回転子ホルダ200の変形を防止することができる。
 図35に戻り、モータポンプMPは、固定子3を収容し、かつ固定子3と一体的に樹脂モールド成形された固定子ケーシング20を備えている。図35に示すように、固定子3は、固定子コア3aと、絶縁材220を介して、固定子コア3aに巻き付けられたコイル3bと、を備えている。絶縁材220の一例として、絶縁紙、樹脂などを挙げることができる。固定子ケーシング20を構成する樹脂は、絶縁性を有し、かつ熱伝導性に優れた材料(ポッティング材と同様の材料)から構成されている。
 モータポンプMPは、固定子ケーシング20の外周面を覆い、かつ固定子3と接触するモータフレーム221を備えている。モータフレーム221は、コイル3bから延びる電力線105および信号線106が通過する通過穴242を有している。モータフレーム221は、熱伝導性に優れた材料(例えば、金属材料)から構成されている。このように、固定子3は、熱伝導性に優れた固定子ケーシング20で覆われており、かつ熱伝導性に優れたモータフレーム221に接触している。したがって、固定子3のコイル3bから発せられる熱は、固定子ケーシング20およびモータフレーム221を通じて、外部に放出される。
 吸込ケーシング21および吐出ケーシング22と固定子ケーシング20との間には、取り扱い液の外部への漏出を防止するシール部材(例えば、Oリング)241が配置されている。固定子ケーシング20は、シール部材241が装着されるシール溝229を有している。
 固定子ケーシング20は、樹脂を金型に流し込むことにより成形される。金型に予めシール溝229に相当する突起を形成することにより、固定子ケーシング20を製造した後、シール溝229を新たに形成する工程を省略することができる。一実施形態では、吸込ケーシング21および吐出ケーシング22にシール部材241が装着されるシール溝(図示しない)を形成してもよい。
 本実施形態では、固定子ケーシング20と、戻り羽根30と、戻り羽根30に固定された仕切板240と、は、樹脂モールド成形により製造された一体成形部材である。戻り羽根30は、流路としての特有の非線形形状を有する場合がある。本実施形態によれば、金型に樹脂を流し込む樹脂モールド成形を採用することにより、固定子ケーシング20、戻り羽根30、および仕切板240を一体的に、容易に大量に製造することができる。
 一実施形態では、コイル3bからの放熱性を向上させるために、固定子ケーシング20は、固定子コア3aおよびポッティング材で覆われたコイル3bを覆ってもよい。このように、コイル3bをポッティング材で覆うことにより、ポッティング材は、コイル3bを構成する線材間に入り込むため、コイル3bの放熱性を向上させることができる。この状態で、さらに固定子コア3aおよびコイル3bを、固定子ケーシング20を構成する樹脂で覆うことにより、固定子3の放熱性をさらに向上させることができる。
 固定子ケーシング20を構成する樹脂の一例として、常温での流動性に優れた二液混合硬化型の樹脂(例えば、ジシクロペンタジエン樹脂)または加熱硬化型の樹脂(例えば、エポキシ樹脂)が挙げられる。一実施形態では、添加物としての繊維を樹脂に混ぜることにより、固定子ケーシング20の強度を向上させることができる。一実施形態では、添加物として、熱伝導性の高い材料を混ぜることにより、固定子ケーシング20の熱伝導性の向上を実現することができる。これら繊維および熱伝導性の高い材料の両方を添加物として、固定子ケーシング20を構成する樹脂に混ぜてもよい。
 図40は、羽根車の他の実施形態を示す図である。図40に示すように、モータポンプMPは、回転子ホルダ200が一体的に成形された樹脂モールド成形品である羽根車1を備えている。羽根車1は、主板10、側板11、および翼12が一体的に成形された樹脂製である。一実施形態では、添加物としての繊維を樹脂に混ぜることにより、羽根車1の強度を向上させることができる。
 回転子ホルダ200は、回転子2を収容する、樹脂モールド成形された環状の収容部251と、収容部251を閉じるリングホルダ252と、を備えている。羽根車1および回転子ホルダ200の収容部251は、一体的に成形された樹脂製である。
 リングホルダ252は、プレス成形された耐腐食性を有する材料(例えば、ステンレス鋼)から構成されている。リングホルダ252および回転子2は、焼き嵌め、冷やし嵌め、圧入などの機械的方法により、締結される。一実施形態では、リングホルダ252および回転子2は、接着剤により締結されてもよい。
 回転子2をリングホルダ252に締結する場合には、回転子2の圧入荷重を低減するために、リングホルダ252と接触する回転子2の内面230は多角形状を有してもよく(図38参照)、リングホルダ252は回転子2との接触部位に形成された複数の突起部235を有してもよい(図39参照)。
 図41は、回転子ホルダの拡大図である。図41に示すように、リングホルダ252は、L字状の断面形状を有するリング部253と、リング部253から折れ曲がった折れ曲がり部254と、を備えている。プレス成形品であるリングホルダ252のリング部253は、その折れ曲がり部分に形成された滑らかな角面257を有している。
 本実施形態においても、回転子2および軸受5は、羽根車1の吸込側領域(図1参照)に配置されている。回転側軸受体6は、リングホルダ252に装着されており、固定側軸受体7は、回転側軸受体6の吸込側に配置されている。シール部材31A,31Bは、リングホルダ252のリング部253と回転側軸受体6の円筒部6aとの間に配置されている。本実施形態においても、リング部253は、プレス成形されるため、シール部材31A,31Bをリング部253に密着させるための新たな追加工程を省略することができる。
 上述したように、回転子2は、鋭利な角部を有している。したがって、回転子2をリングホルダ252に装着しても、回転子2の鋭利な角部が滑らかな角面257に接触してしまい、結果として、作業者は、回転子2を回転子ホルダ200に安定的に収容することができないおそれがある。
 そこで、回転子ホルダ200は、リングホルダ252と回転子2との間に配置されたスペーサ260を備えている。図41に示す実施形態では、スペーサ260は、リングホルダ252と回転子2との間に配置されたシムである。一実施形態では、スペーサ260は、リングホルダ252から突出した突起(図示しない)であってもよい(図37参照)。
 回転子ホルダ200を製造する場合には、リングホルダ252と、リングホルダ252に装着された回転子2を金型にセットした状態で、金型に樹脂を流し込む。このような製造方法により、回転子ホルダ200の収容部251を構成する樹脂は、回転子2を包み込み、結果として、収容部251は、回転子2をシールする。
 金型に流し込まれる樹脂は高温である。したがって、リングホルダ252に装着された回転子2に高温の樹脂を接触させると、回転子2は熱減磁してしまう。したがって、回転子ホルダ200を製造した後に、回転子2を着磁する必要がある。
 本実施形態では、回転子ホルダ200の収容部251および羽根車1は、樹脂モールド成形により製造された一体成形部材である。羽根車1は、戻り羽根30と同様に、流路としての特有の非線形形状を有する場合がある。本実施形態によれば、金型に樹脂を流し込む樹脂モールド成形を採用することにより、回転子ホルダ200の収容部251および羽根車1を一体的に、容易に大量に製造することができる。
 リングホルダ252は、収容部251との接続部位に形成された回り止め構造を有している。モータポンプMPの運転により、回転子2の回転トルクは、羽根車1に伝達される。リングホルダ252は、回り止め構造を有しているため、羽根車1が回転しても、リングホルダ252は、収容部251に対して相対的に回転しない。以下、回り止め構造の具体的な構成について、説明する。
 図41に示すように、収容部251は、回転子2の大部分を取り囲む本体部255と、本体部255から折れ曲がった折れ曲がり部256と、を備えている。リングホルダ252のリング部253は、収容部251(より具体的には、折れ曲がり部256)の一部が埋め込まれた埋め込み穴253aを有している。この埋め込み穴253aは、リングホルダ252の周方向に沿って複数形成されている。
 折れ曲がり部256の一部を埋め込み穴253aに埋め込むことにより、リングホルダ252および収容部251が互いに強固に締結される。この埋め込みは、回転子ホルダ200の製造時に、樹脂を金型に流し込むことにより、行われる。
 同様に、リングホルダ252の折れ曲がり部254は、収容部251の本体部255の一部が埋め込まれた埋め込み穴254aを有している。この埋め込み穴254aは、リングホルダ252の周方向に沿って複数形成されている。本体部255の一部を埋め込み穴254aに埋め込むことにより、リングホルダ252および収容部251は互いに強固に締結される。この埋め込みは、回転子ホルダ200の製造時に、樹脂を金型に流し込むことにより、行われる。本実施形態によれば、温度変化に伴う回転子2と回転子ホルダ200との線膨張の差により、回転子ホルダ200が回転子2から剥離することを機械的に抑制することができる。
 図42は、回り止め構造の他の実施形態を示す図である。図42に示すように、回り止め構造は、コの字状に折れ曲がる折れ曲がり部253b,254bであってもよい。より具体的には、リングホルダ252のリング部253は、コの字状に折れ曲がる折れ曲がり部253bを有しており、同様に、折れ曲がり部254は、コの字状に折れ曲がる折れ曲がり部254bを有している。このような構造によっても、リングホルダ252および収容部251は互いに強固に締結される。なお、図41に示す実施形態と図42に示す実施形態とを組み合わせてもよい。
 一実施形態では、回り止め構造は、リング部253および折れ曲がり部254のそれぞれに形成された歯車状の切り込み(図示しない)であってもよい。この切り込みは、リングホルダ252の周方向に沿って複数形成されている。
 一実施形態では、収容部251およびリングホルダ252の密着性の向上のために、予めリングホルダ252の表面にプライマーを塗布して、リングホルダ252の表面の酸化物を除去するプライマー処理を施してもよい。
 図40乃至図42に示す実施形態においても、固定子ケーシング20は、図35乃至図39に示す実施形態に係る固定子ケーシング20と同様の構造を有している。より具体的には、モータポンプMPは、固定子3を収容し、かつ固定子3と一体的に樹脂モールド成形された固定子ケーシング20と、固定子ケーシング20の外周面を覆い、かつ固定子3と接触するモータフレーム221と、を備えている。
 図43は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。本実施形態において、上述した実施形態と同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
 図43に示すように、モータポンプMPは、吸込口21a側に配置された第1羽根車1Aと、吐出口22a側に配置された第2羽根車1Bと、を少なくとも含む、複数の羽根車1を備えている。一実施形態では、第1羽根車1Aと第2羽根車1Bとの間には、少なくとも1つの羽根車1が配置されてもよい。回転子2を保持する回転子ホルダ200は第1羽根車1Aに固定されており、回転子2の半径方向外側には、樹脂製の固定子ケーシング20に収容された固定子3が配置されている。
 図43に示すように、回転子ホルダ200に収容された回転子2は、第1羽根車1Aに固定されているため、回転子2の回転力は、第1羽根車1Aに作用する。第1羽根車1Aに作用する回転力は、連通軸270を通じて第2羽根車1Bに伝達される。このように、第1羽根車1Aは、回転子2の回転力をすべて受けるため、第1羽根車1Aに作用する荷重が大きくなり、第1羽根車1Aが破損するおそれがある。
 したがって、第1羽根車1Aは、他の羽根車1(本実施形態では、第2羽根車1B)よりも高い強度を有することが望ましい。さらに、本実施形態に係るモータポンプMPの高揚程を実現するためには、第1羽根車1Aは高い強度を有することが望ましい。このように、複数の羽根車1を備えるモータポンプMPは、コンパクトな構造を有するのみならず、高い強度を有する構造を有することが望ましい。このような構造により、モータポンプMPは、安定的に運転することができる。
 そこで、本実施形態に係るモータポンプMPは、コンパクトな構造を有するのみならず、安定的に運転することができる構造を有している。以下、モータポンプMPの構造について、図面を参照して説明する。
 第1羽根車1Aは、第1軸受5によって支持されており、第1羽根車1Aには、連通軸270が接続されている。第2羽根車1Bは、連通軸270に接続されている。モータポンプMPは、第1羽根車1Aと第2羽根車1Bとの間に配置された中間ケーシング275を備えており、中間ケーシング275には、ライナーリング276が接続されている。ライナーリング276は、第2羽根車1Bに吸い込まれた取り扱い液の逆流を抑制するリング部材である。
 図43に示す実施形態では、中間ケーシング275は、固定子ケーシング20とは別部材から構成されているが、中間ケーシング275および固定子ケーシング20は、同一部材から構成されてもよい。本実施形態では、中間ケーシング275に固定された戻り羽根30は、第1羽根車1Aから吐き出された取り扱い液を第2羽根車1Bに案内する案内羽根としての役割をも果たす。戻り羽根(および案内羽根)30は、第1羽根車1Aの羽根車1Aの遠心力によって発生した取り扱い液の流速を効率よく圧力に変換して、第1羽根車1Bの液体入口まで案内することができる。
 吐出ケーシング22は、戻り羽根30と、戻り羽根30に固定された仕切板245と、を一体的に構成している。すなわち、吐出ケーシング22、戻り羽根30、および仕切板245は、一体成形部材である。これら一体的に構成された吐出ケーシング22、戻り羽根30、および仕切板245は、樹脂モールド成形によって一体的に構成されてもよい。一実施形態では、吐出ケーシング22、戻り羽根30、および仕切板245は、別部材であってもよい。吐出ケーシング22に固定された戻り羽根30も中間ケーシング275に固定された戻り羽根30と同様の役割を果たす。
 図44は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図43に示す実施形態では、回転子ホルダ200は、図35に示す実施形態に係る回転子ホルダ200と同様の構造を有している。図44に示すように、回転子ホルダ200は、図40に示す実施形態に係る回転子ホルダ200と同様の構造を有してもよい。
 図45は、第1羽根車および第2羽根車の拡大図である。図45に示すように、第1羽根車1Aのボス部281は、第2羽根車1Bのボス部282よりも大きなサイズを有している。ボス部281は第1羽根車1Aの連通軸270との接続部位であり、ボス部282は第2羽根車1Bの連通軸270との接続部位である。
 図45に示す実施形態では、ボス部281の中心線CL方向の長さL1は、ボス部282の中心線CL方向の長さL2よりも長い。上述したように、回転子2の回転に伴って第1羽根車1Aに作用する荷重は、第2羽根車1Bに作用する荷重よりも大きい。本実施形態によれば、第1羽根車1Aのボス部281は、第2羽根車1Bのボス部282よりも大きなサイズを有しているため、第1羽根車1Aは、回転子2の回転力を十分に受けることができる。結果として、モータポンプMPは、第1羽根車1Aの破損を防止することができる。
 図45に示すように、モータポンプMPは、第1羽根車1Aと第2羽根車1Bとの間に所定の距離を形成するスリーブ280を備えている。スリーブ280は、第1羽根車1Aと第2羽根車1Bとの間に配置されている。スリーブ280を配置することにより、作業者は、第1羽根車1Aと第2羽根車1Bとの間の距離を容易に管理することができる。
 第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bのそれぞれは、動力伝達構造(キー構造、二面取り構造、スプライン構造など)を有しており、このような構造によって連通軸270に接続されている。
 本実施形態では、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bのそれぞれは、連通軸270に締結された締結具(例えば、ナット)273によって連通軸270に固定されている。第1羽根車1Aと第2羽根車1Bとの間には、スリーブ280が配置されており、締結具273と第2羽根車1Bとの間には、回転側軸受体272(後述する)が配置されている。
 したがって、締結具273を締め付けることにより、スリーブ280は第1羽根車1Aに押し付けられ、回転側軸受体272は第2羽根車1Bに押し付けられる。結果として、第1羽根車1Aは、連通軸270の先端部270aとスリーブ280との間に挟まれ、第2羽根車1Bはスリーブ280と回転側軸受体272との間に挟まれる。このようにして、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bは、連通軸270に強固に固定される。
 本実施形態では、連通軸270の先端部270aは吸込側に配置されており、締結具273は吐出側に配置されている。一実施形態では、連通軸270の先端部270aは、六角頭または六角穴を有してもよい。このような構造により、作業者は、先端部270aを固定した状態で、締結具273を連通軸270に強固に締め付けることができる。
 図46は、第1羽根車および第2羽根車と、連通軸と、の接続構造の他の実施形態を示す図である。図46に示すように、モータポンプMPは、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bのそれぞれを連通軸270に締結するコレット285,286を備えている。コレット285,286は、同一の構造を有しているため、以下、コレット285の構造について説明する。
 コレット285は、先細りのテーパー形状を有する筒部材であり、中心線CL方向に延びる切り欠き(図示しない)を有している。第1羽根車1Aの背面側からコレット285を第1羽根車1Aに挿入することにより、コレット285は第1羽根車1Aに食い込み、第1羽根車1Aは連通軸270に締結される。同様に、コレット286を第2羽根車1Bに挿入することにより、コレット286は第2羽根車1Bに食い込み、第2羽根車1Bは連通軸270に締結される。このような構造により、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bのそれぞれは、より強固に連通軸270に締結される。
 第1羽根車1Aを連通軸270に締結したとき、コレット285の先端部分と連通軸270の先端部270aとの間には、隙間が形成される。第2羽根車1Bを連通軸270に締結したとき、コレット286の先端部分とスリーブ280との間には、隙間が形成される。
 図43(および図44)に戻り、モータポンプMPは、第2羽根車1Bの後段に配置された、連通軸270を回転自在に支持する第2軸受(すべり軸受)277を備えている。第2軸受277は、連通軸270側に配置された回転側軸受体272と、吐出ケーシング22側に配置された固定側軸受体271と、を備えている。
 回転側軸受体272は、連通軸270に装着された回転側円筒体であり、固定側軸受体271は、吐出ケーシング22に取り付けられ、かつ回転側円筒体としての回転側軸受体272を取り囲む固定側円筒体である。吐出ケーシング22の仕切板245は、固定側軸受体271を支持する軸受支持部246を有している。固定側軸受体271は軸受支持部246に固定されている。固定側軸受体271と回転側軸受体272との間には、僅かな隙間が形成されている。
 第2軸受277の材料の一例として、セラミックまたは樹脂を挙げることができる。第1羽根車1Aの回転とともに連通軸270が回転すると、固定側軸受体271と回転側軸受体272との間には、液体が入り込み、固定側軸受体271は、この液体の動圧により回転側軸受体272を支持する。
 第2軸受277を配置することにより、連通軸270は、第1羽根車1Aに固定された第1軸受5のみならず、第2軸受277によっても支持される。複数の羽根車1が接続された連通軸270は、その中心線CL方向の長さが長くなる。第1軸受5および第2軸受277を備えたモータポンプMPは、連通軸270の長軸化に伴う連通軸270の軸振れを抑制し、結果として、安定的に運転することができる。
 モータポンプMPの組立手順について説明する。まず、第1羽根車1Aと連通軸270とを締結する(工程1)。その後、中間ケーシング275(図43および図44参照)を連通軸270に挿入し(工程2)、スリーブ280を連通軸270に挿入する(工程3)。次いで、第2羽根車1Bを連通軸270に挿入して、これら第2羽根車1Bおよび連通軸270を締結する(工程4)。その後、回転側軸受体272を連通軸270に挿入し(工程5)、吐出ケーシング22を固定子ケーシング20に締結する(工程6)。その後、締結具273を連通軸270に締結する(工程7)。
 一実施形態では、作業者は、工程5を行った後、工程7を行い、その後、工程6を行ってもよい。しかしながら、連通軸270に固定される羽根車1の数が多くなるに従い、連通軸270が傾いてしまい、結果として、連通軸270の位置が中心線CL方向からずれるおそれがある。
 そこで、作業者は、吐出ケーシング22を取り付けて、回転側軸受体272と固定側軸受体271との位置関係を確認しつつ、締結具273を連通軸270に締結することが好ましい。本実施形態によれば、モータポンプMPは、吸込口21aおよび吐出口22aが一直線上に並ぶストレート型モータポンプであるため、第2軸受277によって連通軸270を支持しつつ、締結具273を連通軸270に締結することができる。
 図47は、締結具の他の実施形態を示す図である。図47に示すように、締結具290は、回転側軸受体272よりも小さな直径を有している。一実施形態では、締結具290は、回転側軸受体272と同一の直径を有してもよい。締結具290と連通軸270との間には、スペーサ291が配置されている。締結具290を連通軸270の端部に形成されたねじ穴270bに挿入することにより、スペーサ291は、回転側軸受体272を第2羽根車1Bに押し付ける。本実施形態によれば、固定側軸受体271を挿入しても、締結具290の、固定側軸受体271との接触は確実に防止される。
 本実施形態では、コレット285,286のそれぞれを第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bのそれぞれに挿入することにより、第1羽根車1Aおよび第2羽根車1Bは連通軸270に十分に締結される。したがって、締結具290は、回転側軸受体272の中心線CL方向への移動を制限するだけの締結力を有していればよい。
 図48は、第2軸受の他の実施形態を示す図である。図48に示すように、回転側軸受体272は連通軸270と一体的に形成されてもよい。この場合、連通軸270は、回転側軸受体272と同一の軸受材料(例えば、セラミックや鋼材など)から構成されている。図48に示す実施形態では、回転側軸受体272と一体的に形成された連通軸270の周囲には、固定側軸受体271が配置されている。
 図49は、第2軸受の他の実施形態を示す図である。図49に示す実施形態では、固定側軸受体271は、吐出ケーシング22の軸受支持部246と一体的に形成されている。本実施形態において、軸受支持部246は、固定側軸受体271と同一の軸受材料(例えば、セラミックや鋼材や樹脂など)から構成されている。
 このように、モータポンプMPは、図35乃至図39に示す実施形態に係る羽根車1と同一の構造を有する第1羽根車1Aを備えてもよく、または図40乃至図42に示す実施形態に係る羽根車1と同一の構造を有する第1羽根車1Aを備えてもよい。一実施形態では、モータポンプMPは、図1乃至図34に示す実施形態に係る羽根車1と同一の構造を有する第1羽根車1Aを備えてもよい。言い換えれば、図1乃至図49に示す実施形態は、可能な限り、組み合わされてもよい。
 図50は、上述した実施形態に係るモータポンプに設けられたサイドプレートを示す図である。図50に示すように、モータポンプMPは、羽根車1によって昇圧された液体(取り扱い液)の、吐出ケーシング22への流出を制限するサイドプレート300をさらに備えてもよい。図50に示す実施形態では、サイドプレート300は、円盤形状を有しており、戻り羽根30に固定されている。
 サイドプレート300は、羽根車1の主板10と戻り羽根30との間に配置されている。羽根車1によって昇圧された液体の一部は、戻り羽根30を介してサイドプレート300と吐出ケーシング22との間の隙間を通って、吐出口22aから吐き出される。羽根車1によって昇圧された液体の他の部分は、サイドプレート300と羽根車1の主板10との間の隙間に流れ込む。
 羽根車1が回転すると、羽根車1には、羽根車1を吐出ケーシング22側に押す液体の力(すなわち、流体力)が作用する。サイドプレート300と主板10との間の隙間に流れ込んだ液体の流れは、サイドプレート300によって制限されるため、昇圧された液体は、サイドプレート300と主板10との間の隙間に滞留する。サイドプレート300と主板10との間の隙間に滞留する液体は、羽根車1に作用する流体力を受け止めるため、羽根車1の、吐出ケーシング22側への移動は制限される。
 モータポンプMPが定常的に運転されると、羽根車1には、吐出ケーシング22側から吸込ケーシング21側へのスラスト力が作用する。したがって、羽根車1に流体力が作用しても、羽根車1は、軸受5に安定的に保持される。図50に示す実施形態では、図1に示す実施形態に係るモータポンプMPにサイドプレート300を適用した実施形態について説明したが、サイドプレート300は、図2乃至図49に示す実施形態に係るモータポンプMPにも適用可能である。
 図51は、サイドプレートの他の実施形態である。図51に示すように、サイドプレート300は、その中央に形成された開口300aを有してもよい。上述したように、サイドプレート300と主板10との間の隙間に流れ込んだ液体は、サイドプレート300と主板10との間の隙間に滞留する場合がある。
 この場合、羽根車1の回転によって、滞留する液体は、旋回し、やがて、発熱するおそれがある。開口300aをサイドプレート300に形成することにより、サイドプレート300と吐出ケーシング22との間の隙間と、サイドプレート300と羽根車1との間の隙間と、の間における、液体の循環流が形成される。したがって、サイドプレート300と羽根車1との間に存在する液体は、吐出ケーシング22側に流れ込み、液体の発熱が防止され、液体の温度を一定に保つことができる。さらに、開口300aは、滞留する液体に含まれる空気を吐出ケーシング22側に排出する役割を果たすことができる。
 図51に示す実施形態では、サイドプレート300の開口300aは、中心線CL上に形成された単一の開口であるが、開口300aの数は本実施形態には限定されない。サイドプレート300は、羽根車1の、吐出ケーシング22側への移動を制限する限度において、複数の開口300aを有してもよい。
 さらに、開口300aは、液体の循環流を形成することができれば、必ずしも中心線CL上に形成される必要はない。例えば、サイドプレート300は、中心線CLを中心に同心円状に配置された少なくとも1つの開口300aを有してもよい。
 開口300aの形状も特に限定されず、円形状を有してもよく、多角形状(例えば、三角形状または四角形状)を有してもよい。開口300aの大きさ(すなわち、面積)も同様に、サイドプレート300が吐出ケーシング22側への移動を制限する限度において、特に限定されない。
 図52は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図52に示す実施形態では、モータポンプMPは、モータポンプMPの中心線CL方向に対して垂直な鉛直方向に延びる吐出ポート322を有する吐出ケーシング22を備えている。吐出ポート322は、上方を向いて開口する吐出口322aを有しており、吸込口21aおよび吐出口322aは、互いに直交している。
 図52に示す実施形態では、モータポンプMPは、吸込口21aおよび吐出口322aが直交する、いわゆるエンドトップ型モータポンプである。このようなモータポンプMPは、コンパクトな構造を有する。例えば、モータポンプMPの設置環境によっては、吸込口21aおよび吐出口22aが一直線上に並ぶように配置された構造を有するモータポンプMPを設置することができない場合がある。このような場合であっても、エンドトップ型のモータポンプMPは、設置可能である。このように、本実施形態では、モータポンプMPを、あらゆる設置環境に対応して設置することができる。
 図52に示すように、モータポンプMPは、羽根車1によって昇圧された液体(取り扱い液)の、吐出ポート322への流出を制限するサイドプレート300をさらに備えてもよい。このように、サイドプレート300は、エンドトップ型のモータポンプMPにも適用可能である。なお、図52に示す実施形態においても、サイドプレート300は、開口300aを有してもよい(図51参照)。
 上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
 本発明は、モータポンプに利用可能である。
 1,1A,1B,1C   羽根車
 2   回転子
2a   鉄心
2b   磁石
 3   固定子
3a   固定子コア
3b   コイル
 5   軸受
 6   回転側軸受体
6a   円筒部
6b   フランジ部
 7   固定側軸受体
7a   円筒部
7b   フランジ部
10   主板
10a  貫通穴
11   側板
11a  外縁部
12   翼
15   吸込部
16   本体部
17   突起部
17a  外周面
17b  内周面
20   固定子ケーシング
20a  内周面
21   吸込ケーシング
21a  吸込口
22   吐出ケーシング
22a  吐出口
25   通しボルト
25a  頭部
30   戻り羽根
31   シール部材
32,33   シール部材
40,41,42   溝
41a  両端
45   荷重低減構造
46   裏羽根
47   切り欠き
50,51   傾斜面
53,54   傾斜面
60   インバータ
61   中間ケーシング
65   配管
70,70A,70B   凸部
71   先端部
75   バランス調整治具(センターサポート調整治具)
76  軸体
77  固定体
80   センターキャップ
85   バランス調整治具(エッジサポート調整治具)
86   サポータ
87   軸部
90   おもり挿入穴
91   おもり
100  制御装置
100a 信号受信部
100b 記憶部
100c 制御部
101  電流センサ
102  端子台
105  電力線
106  信号線
107  保護カバー
108  銅バー
110  カバー
117  突起部
118  装着部
120  シール部材
121  シール部材
125  中間ケーシング
126  連通軸
127A シール部材
127B シール部材
128  吐出側軸受
129  流路
130  旋回止め
140  接続管
141  吸込ケーシング
141a 吸込口
141b 挿入孔
142  吐出ケーシング
142a 吐出口
142b ボルト収容部
150  締結具
160  主板
200  回転子ホルダ
201  収容部
201a 外面
201b 内面
201c 角面
202  閉塞板
203  スペーサ
205  シール部材
220  絶縁材
221  モータフレーム
229  シール溝
230  内面
231  外側環状部
232  内側環状部
233  背面部
235  突起部
240  仕切板
241  シール部材
242  通過穴
245  仕切板
251  収容部
252  リングホルダ
253  リング部
253a 埋め込み穴
253b 折れ曲がり部
254  折れ曲がり部
254a 埋め込み穴
254b 折れ曲がり部
255  本体部
256  折れ曲がり部
260  スペーサ
270  連通軸
270a 先端部
270b ねじ穴
271  固定側軸受体
272  回転側軸受体
273  締結具
275  中間ケーシング
276  ライナーリング
277  第2軸受
280  スリーブ
281  ボス部
282  ボス部
285,286   コレット
290  締結具
291  スペーサ
300  サイドプレート
300a 開口
322  吐出ポート
322a 吐出口
MP   モータポンプ
PU   ポンプユニット
CL   中心線
Ra   吸込側領域
Rb   吐出側領域
Rc   中間領域
RS   回転軸
Nt   ナット

Claims (23)

  1.  回転子と、
     前記回転子の半径方向外側に配置された固定子と、
     前記回転子を保持する回転子ホルダと、
     前記回転子ホルダが固定された、プレス成形品である羽根車と、を備える、モータポンプ。
  2.  前記回転子ホルダは、
      前記回転子を収容する、プレス成形された環状の収容部と、
      前記収容部を閉じる環状の閉塞板と、を備えている、請求項1に記載のモータポンプ。
  3.  前記回転子ホルダは、前記収容部と前記閉塞板との間に配置されたシール部材を備えている、請求項2に記載のモータポンプ。
  4.  前記回転子ホルダは、前記収容部に充填された充填剤を備えている、請求項2または請求項3に記載のモータポンプ。
  5.  前記回転子ホルダは、前記収容部と前記回転子との間に配置されたスペーサを備えている、請求項2~請求項4のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  6.  前記収容部は、
      外側環状部と、
      前記外側環状部の半径方向内側に配置された内側環状部と、を備えており、
     前記内側環状部は、前記回転子との接触部位に形成された複数の突起部を有している、請求項2~請求項5のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  7.  前記内側環状部と接触する前記回転子の内面は、多角形状を有している、請求項6に記載のモータポンプ。
  8.  前記モータポンプは、前記羽根車を支持し、かつ前記羽根車の流路の外側に配置された軸受を備えており、
     前記軸受は、
      前記回転子ホルダに装着された回転側軸受体と、
      前記回転側軸受体の吸込側に配置された固定側軸受体と、を備えている、請求項1~請求項7のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  9.  前記モータポンプは、前記固定子を収容し、かつ前記固定子と一体的に樹脂モールド成形された固定子ケーシングを備えている、請求項1~請求項8のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  10.  前記モータポンプは、前記固定子ケーシングの外周面を覆い、かつ前記固定子と接触するモータフレームを備えている、請求項9に記載のモータポンプ。
  11.  前記回転子および前記軸受は、前記羽根車の吸込側領域に配置されている、請求項1~請求項10のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  12.  回転子と、
     前記回転子の半径方向外側に配置された固定子と、
     前記回転子を保持する回転子ホルダと、
     前記回転子ホルダが一体的に成形された樹脂モールド成形品である羽根車と、を備える、モータポンプ。
  13.  前記回転子ホルダは、
      前記回転子を収容する、樹脂モールド成形された環状の収容部と、
      前記収容部を閉じるリングホルダと、を備えている、請求項12に記載のモータポンプ。
  14.  前記リングホルダは、前記収容部との接続部位に形成された回り止め構造を有している、請求項13に記載のモータポンプ。
  15.  前記回り止め構造は、前記収容部の一部が埋め込まれた埋め込み穴である、請求項14に記載のモータポンプ。
  16.  前記回り止め構造は、コの字状に折れ曲がる折れ曲がり部である、請求項14または請求項15に記載のモータポンプ。
  17.  前記回転子ホルダは、前記リングホルダと前記回転子との間に配置されたスペーサを備えている、請求項13~請求項16のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  18.  前記リングホルダは、前記回転子との接触部位に形成された複数の突起部を有している、請求項13~請求項17のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  19.  前記リングホルダと接触する前記回転子の内面は、多角形状を有している、請求項13~請求項17のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  20.  前記モータポンプは、前記羽根車を支持し、かつ前記羽根車の流路の外側に配置された軸受を備えており、
     前記軸受は、
      前記回転子ホルダに装着された回転側軸受体と、
      前記回転側軸受体の吸込側に配置された固定側軸受体と、を備えている、請求項12~請求項19のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  21.  前記モータポンプは、前記固定子を収容し、かつ前記固定子と一体的に樹脂モールド成形された固定子ケーシングを備えている、請求項12~請求項20のいずれか一項に記載のモータポンプ。
  22.  前記モータポンプは、前記固定子ケーシングの外周面を覆い、かつ前記固定子と接触するモータフレームを備えている、請求項21に記載のモータポンプ。
  23.  前記回転子および前記軸受は、前記羽根車の吸込側領域に配置されている、請求項12~請求項22のいずれか一項に記載のモータポンプ。
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