JP2003201987A - キャンドモータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータの周囲における微粒子や溶出イオンの
蓄積及び空気の滞留を防止することができ、万が一、軸
受が破損した場合でも、ポンプから吐出される取扱液に
破損した軸受の破片が混入することを防止できるキャン
ドモータポンプを提供する。 【解決手段】 内部にモータステータ４を収容したモー
タフレーム１と、モータフレーム１の外側に設けられモ
ータフレーム１との間に取扱流体が流れる環状空間５０
を形成する外筒２とを備えたキャンドモータポンプであ
って、主軸１０の一方の端部には、吸込口４０ａから環
状空間５０に取扱液を導く吸込側ケーシング４０を設
け、主軸１０の他方の端部には、環状空間５０からの取
扱液を吐出口４１ａに導く吐出側ケーシング４１を設
け、吐出口４１ａに連通する吐出空間５２とは分離され
たロータ室５１を形成し、ロータ室５１内の取扱液を吐
出空間５２の取扱液とは別に排出するドレン配管６３を
ロータ室５１に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャンドモータポ
ンプに係り、特にキャンドモータの外周部に環状の流路
を形成して取扱液が流れる環状空間を設けた全周流型キ
ャンドモータポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からモータの外周部に環状の流路を
形成して取扱液が流れるようにした全周流型ポンプが知
られている。このような全周流型ポンプはキャンドモー
タポンプの一種であり、内部にモータステータを収容し
たモータフレームと、モータフレームの外側に設けられ
該モータフレームとの間に取扱流体が流れる環状空間を
形成する外筒とを備えている。モータフレーム内にはキ
ャンドモータが配置され、ロータは軸受によって回転支
持される。

【０００３】このような全周流型キャンドモータポンプ
では、羽根車において昇圧された取扱液を上記環状空間
に導いた後、吐出側ケーシングの吐出口から吐出し、環
状空間を流れる取扱液によりキャンドモータを冷却して
いる。また、取扱液の一部をロータとステータとの間の
小さなギャップに循環させて、モータの冷却と軸受の潤
滑を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、全周
流型キャンドモータポンプにおいては、環状空間を流れ
る取扱液によりキャンドモータを冷却すると共に、ロー
タとステータとの間の小さなギャップに取扱液の一部を
循環させてモータの冷却及び軸受の潤滑を行っている。
しかしながら、純水用途のポンプでは、ロータの周囲に
微粒子や溶出イオンが蓄積し、これらがある時点で大量
に流出することで、吐出口から吐出される取扱液の純水
レベルが確保されず問題となることがある。また、取扱
液に小さな気泡または溶存ガスが含まれる場合、ポンプ
の連続運転時間の経過と共に遠心分離作用によってロー
タの周囲に空気が滞留し、軸受の潤滑不良による破損を
引き起こすことがある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、ロータの周囲における微粒子や
溶出イオンの蓄積及び空気の滞留を防止することがで
き、万が一、軸受が破損した場合でも、ポンプから吐出
される取扱液に破損した軸受の破片が混入することを防
止できるキャンドモータポンプを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような従来技術にお
ける問題点を解決するために、本発明の一態様は、内部
にモータステータを収容したモータフレームと、該モー
タフレームの外側に設けられ該モータフレームとの間に
取扱流体が流れる環状空間を形成する外筒とを備えたキ
ャンドモータポンプであって、主軸の一方の端部には、
吸込口から上記環状空間に取扱液を導く吸込側ケーシン
グと、上記取扱液を昇圧する羽根車とを設け、主軸の他
方の端部には、上記環状空間からの取扱液を吐出口に導
く吐出側ケーシングを設け、上記吐出側ケーシングの吐
出口に連通する吐出空間とは分離されたロータ室を形成
し、上記ロータ室内の取扱液を上記吐出空間の取扱液と
は別に排出するドレン配管を上記ロータ室に接続したこ
とを特徴とするキャンドモータポンプである。

【０００７】このような構成により、ロータの周囲に蓄
積した微粒子や溶出イオンは吐出空間の取扱液とは別に
外部に排出されるので、吐出側ケーシングの吐出口から
吐出される取扱液の純水レベル等を確保することができ
る。また、ロータの周囲に空気が滞留することが防止さ
れるため、軸受の潤滑不良による破損を防止することが
できる。更に、万が一、これらの軸受が破損した場合で
も、吐出側ケーシングの吐出口から吐出される取扱液に
破損した軸受の破片が混入するのを防止することができ
る。

【０００８】本発明の好ましい一態様は、上記ロータ室
は、上記主軸の他方の端部と上記吐出側ケーシングの内
面とを接続する筒状部材と、上記吐出側ケーシングの内
面の一部とにより形成されることを特徴としている。

【０００９】本発明の好ましい一態様は、上記筒状部材
の外周面には、上記ロータ室の内部空間を上記吐出空間
に連通させる小径孔を形成したことを特徴としている。
この小径孔を介してポンプの据付や水張りのときにロー
タ室内の空気を抜くことができる。

【００１０】本発明の好ましい一態様は、上記筒状部材
は、上記吐出側ケーシングの内面に弾性体を介して当接
することを特徴としている。

【００１１】本発明の好ましい一態様は、上記ドレン配
管を上記吸込側ケーシングの吸込口に接続したことを特
徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るキャンドモー
タポンプの実施形態について図１及び図２を参照して詳
細に説明する。なお、図１及び図２において、同一又は
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。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施形態における
キャンドモータポンプを示す縦断面図である。図１に示
すように、本実施形態に係る全周流型キャンドモータポ
ンプは、内部にモータ固定子を収容するモータフレーム
１と、モータフレーム１の外側に設けられモータフレー
ム１との間に取扱流体が流れる環状空間５０を形成する
外筒２とを備えている。モータフレーム１と外筒２と
は、ステンレス鋳鋼からロストワックス鋳造法によりリ
ブ３を介して一体となるよう成形されている。

【００１４】モータフレーム１の内部にはステータ４が
焼き嵌めされ、モータフレーム１の軸方向開放端にはモ
ータフレーム側板５が密封溶接されている。ステータ４
の内周部には、ステンレス薄板製のステータキャン６が
嵌着され、ステータキャン６はモータフレーム１及びモ
ータフレーム側板５に密封溶接されている。

【００１５】ステータ４の内側には、ロータ７が回転可
能に収容されている。ロータ７は主軸１０に焼き嵌めに
て固定され、ロータキャン１１とロータ側板１２，１２
及び主軸１０を密封溶接することにより、ロータ７を取
扱流体による腐食から保護している。なお、ロータキャ
ン１１、ロータ側板１２，１２、主軸１０の材料はステ
ンレス鋼である。

【００１６】主軸１０は両端部においてモータフレーム
１及びモータフレーム側板５に設置された軸受によって
支承され、主軸１０の一端には羽根車１３が固定されて
いる。羽根車１３はステンレス鋳鋼による鋳造成形品で
ある。

【００１７】次に、羽根車１３と反対側に設けられた反
スラスト荷重側の軸受周辺部について説明する。軸受ブ
ラケット２０には、ラジアル軸受２１と固定側スラスト
軸受２２が設けられている。ラジアル軸受２１の端面
は、まれに発生する逆方向スラスト荷重を支える固定側
スラスト軸受としての機能も付与されている。

【００１８】ラジアル軸受２１と固定側スラスト軸受２
２を挟んで両側には、正方向のスラスト荷重を支える回
転側正方向スラスト軸受２３と、逆方向のスラスト荷重
を支える回転側逆方向スラスト軸受２４が設けられてい
る。２つのスラスト軸受２３，２４は各々スラストディ
スク２５，２６に焼き嵌め固定されており、２つのスラ
ストディスク２５，２６は、ラジアル軸受と摺動部を構
成するスリーブ２７を間に挟んで、主軸１０の端部に設
けられたダブルナット２８によって固定されている。

【００１９】上記軸受ブラケット２０はモータフレーム
側板５に設けられたいんろう５ａに弾性材からなるガス
ケット３０を介して挿入されている。また、軸受ブラケ
ット２０はこのガスケット３０を介してモータフレーム
側板５に当接している。なお、スラスト軸受２２，２
３，２４、ラジアル軸受２１及びスリーブ２７の材料
は、セラミック材料の一種であるシリコンカーバイド
（ＳｉＣ）であり、軸受ブラケット２０及びスラストデ
ィスク２５，２６の材料はステンレス鋼である。

【００２０】次に羽根車側に設けられたスラスト荷重側
の軸受周辺部について説明する。軸受ブラケット３１に
はラジアル軸受３２が設けられており、モータフレーム
１のいんろう１ａに弾性材からなるＯリング３３を介し
て挿入されている。ラジアル軸受３２と摺動部を構成す
るスリーブ３４は座金３５及び羽根車１３を介して主軸
１０の端部に設けられたナット３６によって固定されて
いる。

【００２１】外筒２の軸方向両端部には、取付部品との
同軸度を確保するためのいんろう２ａ，２ａ及びボルト
締結用のボルト座２ｂ，２ｂが設けてあり、Ｏリング３
８，３８を介してステンレス鋳鋼製の吸込側ケーシング
４０及び吐出側ケーシング４１が固定されている。これ
らのケーシング４０，４１は、ステンレス鋳鋼からロス
トワックス鋳造法により成形されている。

【００２２】羽根車１３と反対側の端部には、モータフ
レーム側板５と吐出側ケーシング４１の内面とを接続す
る筒状部材６０が設けられている。この筒状部材６０は
弾性体６１を介して吐出側ケーシング４１の内面に当接
している。この筒状部材６０と吐出側ケーシング４１の
内面の一部によってロータ室５１が形成されている。こ
のロータ室５１の内部空間は、吐出側ケーシング４１の
吐出口４１ａに連通する吐出空間５２と上記筒状部材６
０によって分離されている。また、このロータ室５１に
は、バルブ６２を備えたドレン配管６３が接続されてい
る。

【００２３】吸込側ケーシング４０の吸込口４０ａから
吸い込まれた取扱液は、羽根車１３によって昇圧された
後、モータフレーム１と外筒２との間の環状空間５０に
導かれる。この環状空間５０に導かれた取扱流体は、ス
テータ４の外周部を効果的に冷却する。環状空間５０を
流れた取扱液は吐出空間５２を通って吐出側ケーシング
４１に導かれ、吐出側ケーシング４１の吐出口４１ａか
ら吐出される。

【００２４】また、一部の取扱流体は軸受２１，２２，
２３，２４，３２及びスリーブ２７，３４の潤滑及び冷
却を行い、同時にステータ４の内周部とロータ７を冷却
し、上述したロータ室５１に至る。ロータ室５１の取扱
液は、ドレン配管６３を通って、吐出空間５２の取扱液
とは別に外部に排出される。従って、ロータの周囲に蓄
積した微粒子や溶出イオンは、吐出空間５２の取扱液と
は別に外部に排出されることとなり、吐出側ケーシング
４１の吐出口４１ａから吐出される取扱液の純水レベル
等を確保することができる。また、ロータの周囲に空気
が滞留することが防止されるため、軸受２１，２２，２
３，２４，３２の潤滑不良による破損を防止することが
できる。更に、万が一、これらの軸受が破損した場合で
も、吐出側ケーシング４１の吐出口４１ａから吐出され
る取扱液に破損した軸受の破片が混入するのを防止する
ことができる。なお、微粒子や空気の混入の度合いに応
じてドレン配管６３のバルブ６２を調整することが好ま
しい。

【００２５】ここで、筒状部材６０の外周面には周方向
の複数箇所に小径孔６０ａが形成されており、この小径
孔６０ａを介してポンプの据付や水張りのときにロータ
室５１内の空気を抜くことができる。なお、この孔６０
ａは小径であるため、ロータの周囲に蓄積した微粒子や
溶出イオンがこの小径孔６０ａを通って吐出空間５２に
流出することはほとんどなく、上述したように吐出側ケ
ーシング４１の吐出口４１ａから吐出される取扱液の純
水レベル等を確保することができる。

【００２６】純水用途では長期間ノンストップで連続運
転されることが多く、ロータの周囲に空気が滞留しやす
いため、本発明に係る全周型キャンドモータポンプは、
比較的低揚程の２次純水用ポンプなどの用途に好適であ
る。

【００２７】図２は、本発明の第２の実施形態における
キャンドモータポンプを示す縦断面図である。本実施形
態においては、ロータ室５１に接続されたドレン配管６
４の他端が吸込側ケーシング４０の吸込口４０ａに接続
されている。このドレン配管６４にはバルブ６５及び接
続用のユニオン６６が設置されている。このような構成
のキャンドモータポンプにおいては、ロータ室５１から
排出された取扱液が再度ポンプ内に導入される。ロータ
の周囲における空気の滞留による軸受の潤滑不良を防止
する目的だけであれば、本実施形態のように、ロータ室
５１に接続されたドレン配管６４の他端を吸込側ケーシ
ング４０の吸込口４０ａに接続することができる。

【００２８】なお、本実施形態では、ドレン配管６４か
ら排出された取扱液に含まれる空気が再度ポンプに流入
することとなるが、この空気の大部分は環状空間５０を
通って吐出口４１ａへ送られ、再度ロータ室５１に流入
する空気は少ないため、ロータの周囲に悪影響を与える
ことはない。

【００２９】これまで本発明の一実施形態について説明
したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技
術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施され
てよいことは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、ロー
タの周囲に蓄積した微粒子や溶出イオンは吐出空間の取
扱液とは別に外部に排出されるので、吐出側ケーシング
の吐出口から吐出される取扱液の純水レベル等を確保す
ることができる。また、ロータの周囲に空気が滞留する
ことが防止されるため、軸受の潤滑不良による破損を防
止することができる。更に、万が一、これらの軸受が破
損した場合でも、吐出側ケーシングの吐出口から吐出さ
れる取扱液に破損した軸受の破片が混入するのを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態におけるキャンドモー
タポンプを示す縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態におけるキャンドモー
タポンプを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ モータフレーム １ａ いんろう ２ 外筒 ２ａ いんろう ２ｂ ボルト座 ３ リブ ４ ステータ ５ モータフレーム側板 ５ａ いんろう ６ ステータキャン ７ ロータ １０ 主軸 １１ ロータキャン １２ ロータ側板 １３ 羽根車 ２０，３１ 軸受ブラケット ２１ ラジアル軸受 ２２，２３，２４ スラスト軸受 ２５，２６ スラストディスク ２７，３４ スリーブ ２８ ダブルナット ３０ ガスケット ３２ ラジアル軸受 ３３，３８ Ｏリング ３５ 座金 ３６ ナット ４０ 吸込側ケーシング ４０ａ 吸込口 ４１ 吐出側ケーシング ４１ａ 吐出口 ５０ 環状空間 ５１ ロータ室 ５２ 吐出空間 ６０ 筒状部材 ６１ 弾性体 ６２，６５ バルブ ６３，６４ ドレン配管 ６６ ユニオン

フロントページの続き (72)発明者 山本 雅和 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 飯島 克自 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 牧野 力 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にモータステータを収容したモータ
   フレームと、該モータフレームの外側に設けられ該モー
   タフレームとの間に取扱流体が流れる環状空間を形成す
   る外筒とを備えたキャンドモータポンプであって、 主軸の一方の端部には、吸込口から前記環状空間に取扱
   液を導く吸込側ケーシングと、前記取扱液を昇圧する羽
   根車とを設け、 主軸の他方の端部には、前記環状空間からの取扱液を吐
   出口に導く吐出側ケーシングを設け、 前記吐出側ケーシングの吐出口に連通する吐出空間とは
   分離されたロータ室を形成し、 前記ロータ室内の取扱液を前記吐出空間の取扱液とは別
   に排出するドレン配管を前記ロータ室に接続したことを
   特徴とするキャンドモータポンプ。
2. 【請求項２】 前記ロータ室は、前記主軸の他方の端部
   と前記吐出側ケーシングの内面とを接続する筒状部材
   と、前記吐出側ケーシングの内面の一部とにより形成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のキャンドモータ
   ポンプ。
3. 【請求項３】 前記筒状部材の外周面には、前記ロータ
   室の内部空間を前記吐出空間に連通させる小径孔を形成
   したことを特徴とする請求項２に記載のキャンドモータ
   ポンプ。
4. 【請求項４】 前記筒状部材は、前記吐出側ケーシング
   の内面に弾性体を介して当接することを特徴とする請求
   項２又は３に記載のキャンドモータポンプ。
5. 【請求項５】 前記ドレン配管を前記吸込側ケーシング
   の吸込口に接続したことを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれか一項に記載のキャンドモータポンプ。