JP3514855B2 - Pump for low temperature liquefied gas - Google Patents
Pump for low temperature liquefied gasInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガス（以下
「ＬＮＧ」と略称することがある）の冷熱利用設備など
で好適に用いることができる完全無漏洩の低温液化ガス
用ポンプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a completely leak-free low-temperature liquefied gas pump which can be suitably used in equipment for utilizing cold heat of liquefied natural gas (hereinafter sometimes abbreviated as "LNG").
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＮＧ、液体窒素、液体酸素、または液
体アルゴンなど沸点が−１００℃以下の低温液化ガスを
輸送するポンプでは、大量の低温流体を軸受部分などか
ら外部へ漏出させることなく、また軸受部分への潤滑を
充分に行う必要がある。このため、たとえば地上設置の
ＬＮＧポンプにおいては、ポンプとモータとを一体とし
て収納用のポットに浸漬するサブマージド型ポンプが主
流を占めており、このサブマージド型ポンプによれば、
ポンプとモータとを一体として、全体を低温液化ガスに
浸漬するクローズドシステムを形成しているので、軸受
部分などからの液漏れは外部には漏出しない。2. Description of the Related Art In a pump for transporting a low temperature liquefied gas having a boiling point of -100 ° C. or less such as LNG, liquid nitrogen, liquid oxygen, or liquid argon, a large amount of low temperature fluid does not leak to the outside from a bearing portion or the like. It is necessary to sufficiently lubricate the bearing part. Therefore, for example, in a ground-installed LNG pump, a submerged type pump in which a pump and a motor are integrally immersed in a pot for storage is predominant, and according to this submerged type pump,
Since the pump and the motor are integrated to form a closed system in which the whole is immersed in the low-temperature liquefied gas, liquid leakage from the bearing and the like does not leak outside.
【０００３】しかし、このサブマージド型ＬＮＧポンプ
には次のような問題点がある。
ポット外面からの入熱およびポンプの損失熱などによ
って、加熱されて周囲の液化ガスから発生するガスを、
タンク気相部へ戻す処理を行う必要がある。
ポンプを整備するには、ポット内が可燃性の液化ガス
であればそれを全部抜出し、窒素ガスに置換した後、常
温へのヒートアップを行う必要がある。ヒートアップ
は、窒素ガスを徐々に加温して流すので、通常２日間程
度が必要である。
ケーブルのばらし作業やポンプモータ本体の引抜作業
時に、吐出配管等の短管などの解体復旧が必要である。
ポンプ本体の整備後の気密試験を高圧で行うことがで
きないので、本体フランジ部などの接続部分から液漏れ
を起こす場合がある。
サブマージド型のポンプでは、のようにポンプおよび
モータを浸漬しているポットからガスをタンクに戻す管
路が必要である。タンクとポンプとの間には、さらにポ
ンプの吸込側の管路と、ポンプに潤滑や冷却のために必
要な最低限の流量を確保するためにミニマムフローライ
ン用の管路も必要である。ポットは、一般に地中に設置
されるけれども、その工事が困難であり、上述のや
に示すように、保全作業なども困難である。However, this submerged LNG pump has the following problems. The gas generated from the surrounding liquefied gas by being heated by heat input from the outer surface of the pot and heat loss from the pump,
It is necessary to perform processing to return to the tank gas phase part. In order to maintain the pump, it is necessary to extract all the flammable liquefied gas in the pot, replace it with nitrogen gas, and then heat it up to room temperature. The heat-up is usually performed for about 2 days because the nitrogen gas is gradually heated while flowing. When disassembling the cable or pulling out the pump motor body, it is necessary to dismantle and restore short pipes such as discharge pipes. Since the air tightness test after the maintenance of the pump body cannot be performed at high pressure, liquid leakage may occur from the connection part such as the flange part of the body. The submerged type pump requires a conduit for returning gas from the pot in which the pump and the motor are immersed to the tank. Between the tank and the pump, a pipeline on the suction side of the pump and a pipeline for a minimum flow line are also required to secure the minimum flow rate required for lubrication and cooling in the pump. Although the pot is generally installed in the ground, its construction is difficult, and maintenance work is difficult as indicated by the above-mentioned and.
【０００４】低温液化ガスを輸送するための完全無漏洩
のポンプとして、サブマージド型の他には、キャンドモ
ータポンプを使用することが考えられる。キャンドモー
タポンプは、モータ全体を低温液化ガスに浸漬するので
はなく、ステータ内周側に設けられるステータキャンで
ステータを低温液化ガスから隔離し、ロータのみを低温
液化ガスに浸漬する構造である。キャンドモータポンプ
は、クローズドシステムを構成し、モータ軸がポンプ軸
を兼ねており、軸シールがないので取扱い液が外部に漏
れるおそれがなく、また外気を吸込むこともない。As a completely leak-free pump for transporting low temperature liquefied gas, it is possible to use a canned motor pump in addition to the submerged type pump. The canned motor pump has a structure in which the stator is separated from the low temperature liquefied gas by a stator can provided on the inner circumferential side of the stator and only the rotor is immersed in the low temperature liquefied gas, instead of immersing the entire motor in the low temperature liquefied gas. The canned motor pump constitutes a closed system, the motor shaft also serves as the pump shaft, and since there is no shaft seal, the liquid to be handled does not leak to the outside and does not suck in the outside air.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】キャンドモータポンプ
では、低温液化ガスに浸漬される部分がロータおよび回
転軸などに限られ、サブマージド型に比べて安価であ
り、据付工事が簡単で、保全作業も容易であり、完全無
漏洩を実現することができる。しかしながら、モータの
冷却や軸受部分の潤滑のためのキャンドモータ循環流と
して低温液化ガス自体を使用するため使用後の液を吸込
側に戻すと有効に利用できる液量が減少し、ポンプ効率
が悪化する。さらに、キャンドモータ循環流の流量はポ
ンプ吐出流量の変化によって変動するので冷却能力や潤
滑条件が変化すると問題があり、特に吐出流量が零にな
っても軸受部分の潤滑やモータの冷却のためには最小限
必要な流量を流さなければならない。In the canned motor pump, the part immersed in the low-temperature liquefied gas is limited to the rotor and the rotary shaft, and it is cheaper than the submerged type, and the installation work is simple and maintenance work is also possible. It is easy and can be completely leak-free. However, since low-temperature liquefied gas itself is used as a canned motor circulation flow for cooling the motor and lubricating the bearings, returning the used liquid to the suction side reduces the amount of liquid that can be effectively used and deteriorates pump efficiency. To do. Furthermore, the flow rate of the canned motor circulating flow fluctuates according to the change in the pump discharge flow rate, so there is a problem if the cooling capacity and lubrication conditions change.Especially, even if the discharge flow rate becomes zero, it is necessary to lubricate the bearing part and cool the motor. Must flow at the minimum required flow rate.
【０００６】本発明と類似の効果をねらったキャンドモ
ータポンプとして加圧サーキュレーションと呼ばれる方
式（特公昭４９−３７９２２号等）がある。本方式は主
インペラに隣近し、ポンプ本体内に補助インペラを配
し、モータに送られる液を加圧、過冷却状態を保つこと
により、ガス化の防止、軸受の潤滑を図るものである。
モータに送られた液は、別の流路を通りポンプ吐出側へ
送られる。この加圧サーキュレーション方式では、２種
類の流路が必要となるため構造が複雑になり、運転中に
モータ内で発生したガスを完全に外部へ追い出すことも
難しい。特に気化しやすい低温液化ガスにおいては、停
止時にモータ残熱により発生したガスがモータ内を占有
することになり、再起動時にこのガスによりモータ内に
液が流入しなくなる。このため軸受の潤滑およびモータ
の冷却を損なって、事故に至ることも発生し得る。As a canned motor pump aiming at an effect similar to the present invention, there is a system called pressure circulation (Japanese Patent Publication No. 49-37922). This system aims to prevent gasification and lubricate the bearings by providing an auxiliary impeller near the main impeller and arranging an auxiliary impeller inside the pump body to pressurize the liquid sent to the motor and maintain a supercooled state. .
The liquid sent to the motor is sent to the pump discharge side through another flow path. This pressure circulation system requires two types of flow paths, which complicates the structure and makes it difficult to completely expel the gas generated in the motor during operation. Particularly in the case of low-temperature liquefied gas that is easily vaporized, the gas generated by the residual heat of the motor occupies the inside of the motor when stopped, and the gas does not flow into the motor when restarted. Therefore, the lubrication of the bearing and the cooling of the motor may be impaired, and an accident may occur.
【０００７】本発明の目的は、完全無漏洩でサブマージ
ド型に比べて安価であり、据付工事が簡単で運転、保全
作業も容易で、しかも効率よく運転することができるキ
ャンドモータポンプ型の低温液化ガス用ポンプを提供す
ることである。The object of the present invention is a completely low-leakage, low-cost liquefaction of a canned motor pump type which is cheaper than a submerged type, can be installed easily, can be operated and maintained easily, and can be operated efficiently. The purpose is to provide a gas pump.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、低温液化ガス
を、上下に延びる回転軸の下部に設けられる下側羽根車
を回転駆動することによって輸送するポンプ本体と、ポ
ンプ本体の上部に取付けられ、回転軸にロータが固定さ
れ、ステータの内周側にロータおよび回転軸と隙間をあ
けて外囲するようにステータキャンが挿設されるキャン
ドモータと、ステータキャンの上方で、回転軸の上部に
設けられる上側羽根車と、上側羽根車の上部を覆い、送
出口およびガス抜き弁を備えるヘッドケーシングと、低
温液化ガスをヘッドケーシング内まで上昇させ、ヘッド
ケーシング内の低温液化ガスの温度に応答してガス抜き
弁を制御し、低温液化ガスに対する入熱が多くなって、
低温液化ガスが気化するようになると、ガス抜き弁を開
放して、気化したガスをガスタンクの気相部に送出する
制御装置と、上側羽根車によって昇圧された低温液化ガ
スを、ヘッドケーシングの送出口からポンプ本体の吐出
側に注入する注入管路とを含むことを特徴とする低温液
化ガス用ポンプである。また本発明は、ポンプ本体の吐
出側で、前記注入管路の接続部よりも下流側に設けられ
る流量計と、低温液化ガスをポンプ本体の吸込側に戻す
戻し管路と、戻し管路に設けられ、送液される低温液化
ガスの流量に応答して、軸受の潤滑およびキャンドモー
タの冷却に最小限必要な流量を確保することができるよ
うに制御される弁と、ポンプ本体とキャンドモータとの
間に配置され、ポンプ本体とキャンドモータとの間隔を
あけるように支持するアダプタとをさらに含むことを特
徴とする。また本発明の前記低温液化ガスは、液化天然
ガス、液体窒素、液体酸素、または液体アルゴンから成
る群から選ばれることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a low temperature liquefied gas is transported by rotating and driving a lower impeller provided under a vertically extending rotary shaft, and a pump main body is attached to the upper part of the pump main body. The rotor is fixed to the rotary shaft, and the stator can is inserted inside the stator so as to surround the rotor and the rotary shaft with a gap therebetween. The upper impeller provided in the upper part, the head casing that covers the upper part of the upper impeller and is equipped with a delivery port and a gas vent valve, and raises the low-temperature liquefied gas into the head casing to adjust the temperature of the low-temperature liquefied gas in the head casing. In response, the degassing valve was controlled, and the heat input to the low temperature liquefied gas increased,
When the low-temperature liquefied gas becomes vaporized, the degassing valve is opened to send the vaporized gas to the gas phase portion of the gas tank, and the low-temperature liquefied gas boosted by the upper impeller is sent to the head casing. A pump for low temperature liquefied gas, comprising an injection pipe line for injecting from an outlet to the discharge side of the pump body. Further, the present invention provides a flow meter provided on the discharge side of the pump main body, on the downstream side of the connection part of the injection pipeline, a return pipeline for returning the low temperature liquefied gas to the suction side of the pump main body, and a return pipeline. A valve that is provided and controlled in response to the flow rate of the low-temperature liquefied gas that is sent to ensure the minimum flow rate necessary for lubricating the bearing and cooling the canned motor, the pump body, and the canned motor. And an adapter for supporting the pump main body and the canned motor so as to be spaced apart from each other. The low temperature liquefied gas of the present invention is characterized in that it is selected from the group consisting of liquefied natural gas, liquid nitrogen, liquid oxygen, or liquid argon.
【０００９】[0009]
【作用】本発明に従えば、下側羽根車を回転駆動するこ
とによって、輸送される低温液化ガスの一部が、ケーシ
ングと回転軸との間隙を通って上昇する。さらにキャン
ドモータのロータとステータキャンとの間隙を通って上
昇する際に、モータのステータとロータを冷却する。上
昇した低温液化ガスは、ステータとロータなどの発熱を
吸収して温度が上昇するけれども、下側羽根車によって
昇圧されているので、沸点温度も上昇し、過冷却の状態
となる。ステータキャンの上方の回転軸には上側羽根車
が設けられており、上側羽根車によって昇圧された低温
液化ガスが、ポンプ本体の吐出側に注入管路を介して注
入される。下側羽根車および上側羽根車によって低温液
化ガスに対して与えられた動力は、液が吐出側に注入さ
れることにより有効に利用され、ポンプ効率が向上す
る。上側羽根車の上方には、ヘッドケーシングを設け、
ヘッドケーシング内に導かれた低温液化ガスのうち気化
する低温液化ガスが多くなると、ガス抜き弁を開放する
ので、キャンドモータ内で発生したガスを排出すること
ができる。According to the present invention, by driving the lower impeller to rotate, a part of the low temperature liquefied gas that is transported rises through the gap between the casing and the rotary shaft. Further, when rising through the gap between the rotor and stator can of the canned motor, the stator and rotor of the motor are cooled. The low-temperature liquefied gas that has risen absorbs the heat generated by the stator and rotor and the temperature rises, but since it has been boosted by the lower impeller, the boiling point temperature also rises and becomes supercooled. An upper impeller is provided on the rotary shaft above the stator can, and the low-temperature liquefied gas whose pressure is increased by the upper impeller is injected into the discharge side of the pump body via an injection pipe line. The power given to the low temperature liquefied gas by the lower impeller and the upper impeller is effectively used by injecting the liquid into the discharge side, and the pump efficiency is improved. A head casing is provided above the upper impeller,
When the amount of low-temperature liquefied gas that has been vaporized out of the low-temperature liquefied gas that has been introduced into the head casing increases, the gas vent valve is opened, so the gas generated in the canned motor can be discharged.
【００１０】また本発明に従えば、ポンプ本体の吐出側
には、注入管路の接続部よりも下流側に流量計が設けら
れ、低温液化ガスをポンプ本体の吸込側に戻す戻し管路
が分岐する。戻し管路には流量計の検出する低温液化ガ
スの流量に応答して、軸受潤滑およびキャンドモータの
冷却に必要な最小限の流量を確保することができるよう
に制御される弁が設けられる。下流側に最小限必要な流
量を流すことができないときには、戻し管路に設けられ
る弁を介して最小限必要な流量を確保することができ
る。下流側の要求する流量がこの最小限必要な流量を超
えれば、戻し管路を介して吸込側に低温液化ガスを戻す
必要がなくなり、ポンプの運転効率が向上する。流量が
少なくなっても、戻し管路を介して潤滑や冷却に必要な
流量は確保されるので、下流側に低温液化ガスを流す必
要が生じる際に迅速に効率よく低温液化ガスを供給する
ことができる。According to the invention, a flow meter is provided on the discharge side of the pump main body downstream of the connecting portion of the injection pipe, and a return pipe for returning the low temperature liquefied gas to the suction side of the pump main body is provided. Branch off. The return line is provided with a valve controlled in response to the flow rate of the low temperature liquefied gas detected by the flow meter so as to ensure the minimum flow rate necessary for bearing lubrication and cooling of the canned motor. When the minimum required flow rate cannot be flowed to the downstream side, the minimum required flow rate can be ensured via the valve provided in the return conduit. If the flow rate required on the downstream side exceeds this minimum required flow rate, there is no need to return the low temperature liquefied gas to the suction side via the return pipe, and the operating efficiency of the pump is improved. Even if the flow rate is low, the flow rate required for lubrication and cooling is secured through the return pipe line, so when low temperature liquefied gas needs to flow downstream, it is possible to supply low temperature liquefied gas quickly and efficiently. You can
【００１１】また本発明に従えば、低温液化ガスとし
て、液化天然ガス、液体窒素、液体酸素あるいは液体ア
ルゴンなどを対象とし、無漏洩かつ外気の混入がない状
態で効率よく取扱うことができる。According to the present invention, liquefied natural gas, liquid nitrogen, liquid oxygen, liquid argon or the like can be used as the low temperature liquefied gas, and can be efficiently handled without leaking and without mixing with outside air.
【００１２】[0012]
【実施例】図１は本発明の一実施例によるキャンドモー
タポンプの縦断面構成を示し、図２は図１のキャンドモ
ータポンプの簡略化した外観構成を示し、図３は図１の
キャンドモータポンプにミニマムフローラインを付加し
た構成を示し、図４は図３の構成の動作を示す。1 is a longitudinal sectional view of a canned motor pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a simplified external view of the canned motor pump of FIG. 1, and FIG. 3 is a canned motor of FIG. A structure in which a minimum flow line is added to the pump is shown, and FIG. 4 shows the operation of the structure in FIG.
【００１３】図１および図２に示すように、キャンドモ
ータポンプ１は、ポンプ本体２と、その上部に順次取付
けられるアダプタ３、キャンドモータ４を収納するモー
タケーシング５、およびヘッドケーシング６を基本的に
含む。キャンドモータポンプ１は、コンクリート製など
の基礎７に固定される鉄などの金属製取付台座８に対し
て、断熱材９を介して取付けられる。As shown in FIGS. 1 and 2, a canned motor pump 1 basically comprises a pump main body 2, an adapter 3 which is sequentially mounted on the pump main body 2, a motor casing 5 which houses the canned motor 4, and a head casing 6. Included in. The canned motor pump 1 is attached via a heat insulating material 9 to a mounting base 8 made of metal such as iron fixed to a foundation 7 made of concrete or the like.
【００１４】ポンプ本体２は、ポンプケーシング１０を
有する。ポンプケーシング１０には、ＬＮＧなどの低温
液化ガスが供給される吸込み口１１と、昇圧された低温
液化ガスが吐出される吐出口１２とが設けられる。低温
液化ガスの昇圧は、インペラーとも呼ばれる下側羽根車
１３が回転駆動されて行われる。下側羽根車１３は、鉛
直回転軸線を有する回転軸１４の下端部に固定され、遠
心ポンプが構成される。下側羽根車１３は、回転軸１４
の軸線方向に複数段設け、多段型を構成するようにして
もよい。The pump body 2 has a pump casing 10. The pump casing 10 is provided with a suction port 11 to which a low temperature liquefied gas such as LNG is supplied and a discharge port 12 from which the pressurized low temperature liquefied gas is discharged. The pressurization of the low temperature liquefied gas is performed by rotationally driving the lower impeller 13 also called an impeller. The lower impeller 13 is fixed to a lower end portion of a rotary shaft 14 having a vertical rotary axis to form a centrifugal pump. The lower impeller 13 has a rotating shaft 14
A plurality of stages may be provided in the axial direction of to form a multi-stage type.
【００１５】ポンプケーシング１０の上部の取付け座１
５には、アダプタ３の下部のフランジ１６がボルト１７
によって着脱可能に固定される。アダプタ３には、回転
軸１４が挿通される。アダプタ３の上部の取付け座１８
には、キャンドモータ４のモータケーシング５下部の取
付け座１９がボルト２０によって着脱可能に固定され
る。モータケーシング５内には、ステータ２２が収納さ
れる。モータケーシング５の下部の取付け座１９と上部
の取付け座２３との間には、ステータ２２の内周部に挿
設されるステータキャン２４の両端縁が気密に溶接され
る。ステータキャン２４内では、回転軸１４がモータ軸
を兼用して、ロータ２５が気密に収納された状態とな
る。Mounting seat 1 on top of pump casing 10
5, the flange 16 at the bottom of the adapter 3 has bolts 17
It is fixed detachably by. The rotary shaft 14 is inserted into the adapter 3. Mounting seat 18 on top of adapter 3
A mounting seat 19 on the lower part of the motor casing 5 of the canned motor 4 is detachably fixed to the shaft by a bolt 20. A stator 22 is housed in the motor casing 5. Between the lower mounting seat 19 and the upper mounting seat 23 of the motor casing 5, both end edges of a stator can 24 inserted in the inner peripheral portion of the stator 22 are welded in an airtight manner. In the stator can 24, the rotary shaft 14 also serves as the motor shaft, and the rotor 25 is hermetically housed.
【００１６】上下の取付け座１９，２３付近には、回転
軸１４を支持する滑り軸受２６，２７がそれぞれ設けら
れる。軸受２７の上方で、回転軸１４の上部にはインペ
ラーとも呼ばれる上側羽根車２８が固定され、両軸受２
６，２７の中間にロータ２５が固定される。キャンドモ
ータ４に電力付勢すると、ステータ２２から発生する電
磁力がステータキャン２４を通過してロータ２５に作用
し、回転軸１４が回転駆動される。下側羽根車１３が回
転駆動されると、吸込み口１１を介して供給される低温
液化ガスを昇圧し、吐出口１２を介して外部へ供給す
る。昇圧された低温液化ガスの一部は、アダプタ３と回
転軸１４との間の間隙を通して上方へ押上げられ、軸受
２６を介してステータキャン２４内に入り込む。ステー
タキャン２４内を満たした低温液化ガスは、軸受２７と
回転軸１４との間の隙間を通って上昇する。軸受２７の
上部に設けられた上側羽根車２８も、回転軸１４ととも
に回転駆動され、上昇してきた液化ガスを昇圧する。上
側羽根車２８は下側羽根車１３と同様、多段型を構成し
てもよい。Slide bearings 26 and 27 for supporting the rotary shaft 14 are provided near the upper and lower mounting seats 19 and 23, respectively. An upper impeller 28, which is also called an impeller, is fixed above the bearing 27 and above the rotary shaft 14.
The rotor 25 is fixed in the middle of 6, 27. When the canned motor 4 is energized, the electromagnetic force generated from the stator 22 passes through the stator can 24 and acts on the rotor 25, so that the rotary shaft 14 is rotationally driven. When the lower impeller 13 is rotationally driven, the low temperature liquefied gas supplied through the suction port 11 is pressurized and supplied to the outside through the discharge port 12. A part of the pressurized low-temperature liquefied gas is pushed upward through the gap between the adapter 3 and the rotating shaft 14 and enters the stator can 24 via the bearing 26. The low temperature liquefied gas filling the stator can 24 rises through the gap between the bearing 27 and the rotating shaft 14. The upper impeller 28 provided above the bearing 27 is also rotationally driven together with the rotary shaft 14 to pressurize the rising liquefied gas. Like the lower impeller 13, the upper impeller 28 may have a multistage structure.
【００１７】軸受２６，２７の潤滑や、キャンドモータ
１４の冷却を行うと、低温液化ガスは冷却熱を吸収する
けれども、この冷却熱の吸収によっては気化しないだけ
充分な低温液化ガスを押上げられるように、アダプタ３
と回転軸１４との間の間隙などを調整する。上側羽根車
２８は、上昇された液化ガスを、上昇の過程で失った圧
力の分を補う程度昇圧する。このような条件では、低温
液化ガスは大気圧下での気化温度、たとえばＬＮＧで−
１６０℃程度よりも高い温度、たとえば−１４０℃程度
まで液相状態を保ち、むしろ過冷却状態となる。上側羽
根車２８が昇圧した低温液化ガスは、送出口２９を介し
て吐出口１２から吐出される液化ガスに注入される。ヘ
ッドケーシング６内の低温液化ガスの温度は、温度検出
器３０によって検出され、制御装置３１を介してガス抜
き弁３２の制御が行われる。低温液化ガスに対する入熱
が多くなって、低温液化ガスが気化するようになると、
ガス抜き弁３２が開放されてガスがタンク５０の気相部
５３へ流出され、ヘッドケーシング６内の圧力上昇を防
ぐ。When the bearings 26 and 27 are lubricated and the canned motor 14 is cooled, the low temperature liquefied gas absorbs the cooling heat, but the absorption of this cooling heat pushes up the low temperature liquefied gas sufficiently. So that the adapter 3
The gap between the rotary shaft 14 and the rotary shaft 14 is adjusted. The upper impeller 28 raises the pressure of the liquefied gas that has been raised to the extent that it compensates for the pressure lost in the process of rising. Under such conditions, the low temperature liquefied gas has a vaporization temperature under atmospheric pressure, for example, LNG-
The liquid phase state is maintained up to a temperature higher than about 160 ° C., for example, about −140 ° C., and rather becomes a supercooled state. The low-temperature liquefied gas whose pressure has been increased by the upper impeller 28 is injected into the liquefied gas discharged from the discharge port 12 via the outlet 29. The temperature of the low temperature liquefied gas in the head casing 6 is detected by the temperature detector 30, and the degassing valve 32 is controlled via the control device 31. When the heat input to the low-temperature liquefied gas increases and the low-temperature liquefied gas vaporizes,
The gas vent valve 32 is opened to allow the gas to flow into the gas phase portion 53 of the tank 50, thereby preventing an increase in pressure inside the head casing 6.
【００１８】図１および図２においては送出口２９、ガ
ス抜き弁３２、制御装置３１を備えたヘッドケーシング
６をキャンドモータポンプ１の上部に具備する実施例に
ついて説明したが、図３で説明するように配管でこの機
能を果たすことも可能である。1 and 2, the embodiment in which the head casing 6 having the delivery port 29, the degassing valve 32, and the control device 31 is provided above the canned motor pump 1 has been described. It is also possible to fulfill this function with pipes.
【００１９】図３は本発明に関連する構成の例で示す。
キャンドモータポンプ１は、開閉弁４１を介して吸込み
口１１に液化ガスが供給される。吐出口１２から開閉弁
４２を介して、流量調節弁４３に下側羽根車１３によっ
て昇圧された低温液化ガスが送込まれる。流量調節弁４
３では、圧力検出器４４によって検出される下流側圧力
が一定となるように開度を調整する。FIG. 3 shows an example of the configuration related to the present invention.
In the canned motor pump 1, liquefied gas is supplied to the suction port 11 via the opening / closing valve 41. The low-temperature liquefied gas whose pressure has been increased by the lower impeller 13 is sent from the discharge port 12 to the flow rate control valve 43 via the opening / closing valve 42. Flow control valve 4
In 3, the opening degree is adjusted so that the downstream pressure detected by the pressure detector 44 becomes constant.
【００２０】キャンドモータポンプ１内で上側羽根車２
８によって再度加圧される低温液化ガスは、注入管路４
５の弁４６を介して接続部４７に注入される。すなわち
キャンドモータポンプ１内で軸受２６，２７の潤滑やキ
ャンドモータ４の冷却に用いられた低温液化ガスは、そ
の過程で生じる圧損分を上側羽根車２８によって補わ
れ、注入管路４５を介して吐出側の接続部４７に注入さ
れる。接続部４７の下流側には、流量検出部４８が設け
られ、流量計４９によって流量が計測される。The upper impeller 2 in the canned motor pump 1
The low temperature liquefied gas which is repressurized by
It is injected into the connection part 47 via the valve 46 of No. 5. That is, the low temperature liquefied gas used to lubricate the bearings 26 and 27 and cool the canned motor 4 in the canned motor pump 1 is compensated by the upper impeller 28 for the pressure loss generated in the process, and passes through the injection conduit 45. It is injected into the connection part 47 on the discharge side. A flow rate detection unit 48 is provided on the downstream side of the connection unit 47, and the flow rate is measured by a flow meter 49.
【００２１】キャンドモータポンプ１の上流側には、た
とえばＬＮＧを貯留するタンク５０が設けられる。流量
検出部４８の下流側から、タンク５０内への戻し管路５
１が形成される。戻し管路５１の途中には流量調節弁５
２が設けられ、軸受２６，２７の潤滑や、キャンドモー
タ４の冷却などに必要な最小流量を確保するように制御
される。流量調節弁５２の制御は、流量計４９からの出
力に応答して行われる。On the upstream side of the canned motor pump 1, for example, a tank 50 for storing LNG is provided. Return pipe 5 from the downstream side of the flow rate detection unit 48 into the tank 50
1 is formed. The flow control valve 5 is provided in the middle of the return line 51.
2 is provided and controlled so as to ensure the minimum flow rate required for lubrication of the bearings 26 and 27, cooling of the canned motor 4, and the like. The control of the flow rate adjusting valve 52 is performed in response to the output from the flow meter 49.
【００２２】図４に示すように、流量調節弁５２は、下
流側への供給量が必要最小限の流量Ｑｍｉｎ未満となる
ときに、戻し管路５１からタンク５０の気相部５３内に
設置されるリングノズル５４に低温液化ガスを戻す。戻
し量は、供給量が最小限度Ｑｍｉｎよりも小さくなるに
従って増加する。すなわち、下流側への供給量が最小限
度Ｑｍｉｎ未満のときには、戻し管路５１を介して戻さ
れる戻し量を増加させて、最小限必要な流量であるミニ
マムフローが確保できるようにしている。As shown in FIG. 4, the flow rate control valve 52 is installed in the gas phase portion 53 of the tank 50 from the return pipe 51 when the amount of supply to the downstream side is less than the minimum required flow rate Qmin. The low temperature liquefied gas is returned to the ring nozzle 54. The return amount increases as the supply amount becomes smaller than the minimum limit Qmin. That is, when the supply amount to the downstream side is less than the minimum limit Qmin, the return amount returned via the return conduit 51 is increased so that the minimum flow, which is the minimum required flow rate, can be secured.
【００２３】図３のシステムを用い、ＬＮＧばかりでは
なく、液体窒素や液体酸素、さらには液体アルゴンなど
の低温液化ガスをタンク５０内に貯留し、キャンドモー
タポンプ１によって効率的に輸送することができる。す
なわちタンク５０内の液相部５５の低温液化ガスは、開
閉弁４１からフランジ５６を介してキャンドモータポン
プ１の吸込口１１に供給され、昇圧されて吐出口１２か
らフランジ５７、開閉弁４２、流量調整弁４３を介して
接続部４７まで送り出される。接続部４７には、キャン
ドモータポンプ１内部の潤滑や冷却に使用された低温液
化ガスも注入管路４５を介して注入される。Using the system of FIG. 3, not only LNG but also low-temperature liquefied gas such as liquid nitrogen, liquid oxygen, and liquid argon can be stored in the tank 50 and efficiently transported by the canned motor pump 1. it can. That is, the low-temperature liquefied gas in the liquid phase portion 55 in the tank 50 is supplied from the on-off valve 41 to the suction port 11 of the canned motor pump 1 via the flange 56, and is pressurized to flow from the discharge port 12 to the flange 57, the on-off valve 42, and the like. It is sent out to the connecting portion 47 via the flow rate adjusting valve 43. The low temperature liquefied gas used for lubrication and cooling of the inside of the canned motor pump 1 is also injected into the connection portion 47 through the injection pipe line 45.
【００２４】キャンドモータポンプ１の送出口２９と戻
し管路５１とは、開閉弁３２および初期管路５９を介し
て接続される。初期管路５９は、たとえばキャンドモー
タポンプ１を新たに据付け、冷却や潤滑のための低温液
化ガスを迅速にヘッドケーシング６まで上昇させるため
に設けられる。The outlet port 29 of the canned motor pump 1 and the return pipe line 51 are connected via an on-off valve 32 and an initial pipe line 59. The initial conduit 59 is provided, for example, to newly install the canned motor pump 1 and quickly raise the low temperature liquefied gas for cooling and lubrication to the head casing 6.
【００２５】以上のように本実施例によれば、従来のポ
ンプに比較して次のような改善が行われる。
従来のキャンドモータポンプのように、冷却および潤
滑に用いられた低温液化ガスを吸込み側に戻すのではな
く、吐出側に注入するので、ポンプ効率を２５％程度向
上させることができる。
アダプタ３とポンプケーシング１０との間は、ボルト
１７を取外す作業だけで容易に分離され、ポンプケーシ
ング１０以外のポンプ本体２を上方に一体的に引抜くこ
とができ、整備が容易である。
ポットにモータ全体を浸漬させる必要がないので、整
備時などに低温液化ガスを抜く作業や温度を常温まで戻
すヒートアップ作業を短時間で行うことができる。As described above, according to this embodiment, the following improvements are made as compared with the conventional pump. Unlike the conventional canned motor pump, the low temperature liquefied gas used for cooling and lubrication is not returned to the suction side but is injected to the discharge side, so that the pump efficiency can be improved by about 25%. The adapter 3 and the pump casing 10 are easily separated only by the work of removing the bolt 17, and the pump body 2 other than the pump casing 10 can be integrally pulled out upward, which facilitates maintenance. Since it is not necessary to immerse the entire motor in the pot, it is possible to perform the work of removing the low-temperature liquefied gas and the heat-up work of returning the temperature to room temperature in a short time during maintenance.
【００２６】また、本実施例には次のような構成をさら
に追加することもできる。
モータ本体を真空断熱施工すれば、外部ウレタンフォ
ームによる保冷を省くことができ、コンパクト化を達成
するとともに整備を容易に行うことができる。
冷却潤滑に用いられてヘッドケーシング６まで上昇さ
れた低温液化ガスの温度を計測し、正常な冷却液量が確
保されているか否かの監視を行うことができる。
ポンプモータの初期液張りのためキャンドモータポン
プ１内部で発生したガスを初期管路５９を介してタンク
５０に戻すことができる。
キャンドモータポンプ１の剛性を高めるために、キャ
ンドモータ４の上部からサポートをとることもできる。
ポンプ内部の液を抜出すために、キャンドモータ４の
上部からベント弁５８を用いて窒素ガスを加圧して、吸
込口１１を介して内部の低温液化ガスを排出する処理を
行うこともできる。
インペラーとも呼ばれる下側羽根車１３および上側羽
根車２８は、単段であっても多段であってもよい。上側
羽根車２８は、下側羽根車１３によって昇圧された低温
液化ガスに対して、途中の圧損分だけ補充すればよいの
で、下側羽根車１３に比較すれば昇圧能力は小さくても
よい。Further, the following structure can be further added to the present embodiment. If the motor body is vacuum insulated, it is possible to omit the cold insulation by the external urethane foam, achieve compactness and facilitate maintenance. It is possible to measure the temperature of the low temperature liquefied gas that has been used for cooling lubrication and that has been raised to the head casing 6, and to monitor whether or not a normal amount of cooling liquid is secured. Due to the initial liquid filling of the pump motor, the gas generated inside the canned motor pump 1 can be returned to the tank 50 via the initial conduit 59. In order to increase the rigidity of the canned motor pump 1, the canned motor 4 may be supported from above. In order to extract the liquid inside the pump, it is also possible to perform a process of pressurizing the nitrogen gas from above the canned motor 4 using the vent valve 58 and discharging the low temperature liquefied gas inside through the suction port 11. The lower impeller 13 and the upper impeller 28, which are also called impellers, may have a single stage or multiple stages. The upper impeller 28 may supplement the low-temperature liquefied gas boosted by the lower impeller 13 by the amount of the pressure loss in the middle, so that the boosting capability may be smaller than that of the lower impeller 13.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、完全無漏
洩のキャンドモータポンプを利用して、低温液化ガスを
効率よく輸送することができる。キャンドモータポンプ
であって地上に設置することができるので、サブマージ
ド型のように高価でもなく、収納ポットの一部を地中に
設置するのに比べて工事も容易であり、さらに分解点検
などの保全作業も容易である。また低温液化ガスに浸漬
されている部分の容積が小さいので、ポンプを整備する
際に低温液化ガスを抜出して常温までヒートアップする
時間が短くて済み、整備作業時間などを短縮して稼働率
を向上させることができる。さらに、低温液化ガスが気
化する量が多くなっても、キャンドモータポンプを縦型
とすることで、ヘッドケーシングタンクに装着したガス
抜き弁からすみやかに気化したガスを排出することがで
きる。As described above, according to the present invention, a low-temperature liquefied gas can be efficiently transported by using a completely leak-free canned motor pump. Since it is a canned motor pump and can be installed on the ground, it is not expensive like the submerged type, and construction is easier than installing a part of the storage pot in the ground. Maintenance work is also easy. Also, since the volume of the part immersed in the low-temperature liquefied gas is small, it takes only a short time to extract the low-temperature liquefied gas and heat it up to room temperature when servicing the pump. Can be improved. Further, even if the amount of low-temperature liquefied gas vaporized becomes large, the vertical configuration of the canned motor pump makes it possible to quickly discharge the vaporized gas from the degassing valve mounted on the head casing tank.
【００２８】また本発明によれば、軸受の潤滑やモータ
の冷却などに必要な最小限の流量を確保することができ
るので、ポンプは常に効率よく運転可能な状態となる。
軸受潤滑やキャンドモータの冷却に使用した液化ガスも
吐出側に注入されて下流側に供給されるので、ポンプを
回転駆動するエネルギを有効に利用することができる。Further, according to the present invention, the minimum flow rate required for lubrication of the bearing and cooling of the motor can be secured, so that the pump can always be operated efficiently.
The liquefied gas used for bearing lubrication and cooling of the canned motor is also injected into the discharge side and supplied to the downstream side, so that the energy for rotationally driving the pump can be effectively used.
【００２９】また本発明によれば、液化天然ガス、液体
窒素、液体酸素あるいは液体アルゴンなど、沸点が−１
００℃以下の低温であり、軸シールなどが困難な低温流
体を完全無漏洩で取扱うことができる。According to the invention, the boiling point of liquefied natural gas, liquid nitrogen, liquid oxygen or liquid argon is -1.
Since it is a low temperature of 00 ° C or less, it is possible to handle a low temperature fluid that is difficult to seal the shaft completely without leaking.
【図１】本発明の一実施例の構成を示す縦断面図であ
る。FIG. 1 is a vertical sectional view showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】図１の実施例の簡略化した正面図である。FIG. 2 is a simplified front view of the embodiment of FIG.
【図３】図１の実施例のキャンドモータポンプを使用す
る配管系統図である。FIG. 3 is a piping system diagram using the canned motor pump of the embodiment of FIG.
【図４】図３の戻し管路５１に設けられる流量調節弁５
２の動作状態を示すグラフである。4 is a flow control valve 5 provided in the return pipe line 51 of FIG.
It is a graph which shows the operation state of No. 2.
１ キャンドモータポンプ ２ ポンプ本体 ３ アダプタ ４ キャンドモータ ５ モータケーシング ６ ヘッドケーシング ９ 断熱材 １０ ポンプケーシング １１ 吸込口 １２ 吐出口 １３ 下側羽根車 １４ 回転軸 ２２ ステータ ２４ ステータキャン ２５ ロータ ２６，２７ 軸受 ２８ 上側羽根車 ２９ 送出口 ４３ 圧力調節弁 ４４ 圧力検出器 ４５ 注入管路 ４７ 接続部 ４９ 流量計 ５０ タンク ５１ 戻し管路 ５２ 流量調節弁 1 canned motor pump 2 pump body 3 adapter 4 canned motor 5 Motor casing 6 head casing 9 thermal insulation 10 Pump casing 11 Suction port 12 outlets 13 Lower impeller 14 rotation axis 22 Stator 24 Stator can 25 rotor 26,27 bearings 28 Upper impeller 29 Outlet 43 Pressure control valve 44 Pressure detector 45 injection line 47 Connection 49 Flowmeter 50 tanks 51 Return line 52 Flow control valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 勝義 兵庫県神戸市長田区堀切町18番22号 (72)発明者 東出 律雄 大阪府大阪市北区芝田１−１−４ 阪急 ターミナルビル 東京貿易株式会社 大 阪支店内 (56)参考文献 実開 昭55−104791（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−81409（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−119497（ＪＰ，Ｕ) 実公 平４−41276（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04D 7/02 F04B 15/08 F04D 29/04 F04D 29/58 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Katsuyoshi Sakurai 18-22 Horikiri-cho, Nagata-ku, Kobe-shi, Hyogo (72) Inventor Ritsuo Higashi 1-1-4 Shibata, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka Hankyu Terminal Building Tokyo Trading Co., Ltd., Osaka Branch (56) References: Showa 55-104791 (JP, U) Showahei 1-81409 (JP, U) Showa 62-119497 (JP, U) Showa 4- 41276 (JP, Y2) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F04D 7/02 F04B 15/08 F04D 29/04 F04D 29/58
Claims (3)
下部に設けられる下側羽根車を回転駆動することによっ
て輸送するポンプ本体と、 ポンプ本体の上部に取付けられ、回転軸にロータが固定
され、ステータの内周側にロータおよび回転軸と隙間を
あけて外囲するようにステータキャンが挿設されるキャ
ンドモータと、 ステータキャンの上方で、回転軸の上部に設けられる上
側羽根車と、 上側羽根車の上部を覆い、送出口およびガス抜き弁を備
えるヘッドケーシングと、 低温液化ガスをヘッドケーシング内まで上昇させ、ヘッ
ドケーシング内の低温液化ガスの温度に応答してガス抜
き弁を制御し、低温液化ガスに対する入熱が多くなっ
て、低温液化ガスが気化するようになると、ガス抜き弁
を開放して、気化したガスをガスタンクの気相部に送出
する制御装置と、 上側羽根車によって昇圧された低温液化ガスを、ヘッド
ケーシングの送出口からポンプ本体の吐出側に注入する
注入管路とを含むことを特徴とする低温液化ガス用ポン
プ。1. A pump main body for transporting low-temperature liquefied gas by rotationally driving a lower impeller provided on the lower part of a vertically extending rotary shaft, and a pump body mounted on the upper part of the pump main body and having a rotor fixed to the rotary shaft. A canned motor in which a stator can is installed on the inner circumference side of the stator so as to surround the rotor and the rotary shaft with a gap therebetween, and an upper impeller provided above the stator can and above the rotary shaft. , A head casing that covers the upper part of the upper impeller and has a delivery port and a gas vent valve, and raises the low temperature liquefied gas into the head casing, and controls the vent valve in response to the temperature of the low temperature liquefied gas in the head casing. However, when the heat input to the low temperature liquefied gas increases and the low temperature liquefied gas vaporizes, the degassing valve is opened and the vaporized gas is removed from the gas phase in the gas tank. Low-temperature liquefied gas pump, characterized in that it comprises a control device, a low-temperature liquefied gas pressurized by the upper impeller, and an injection duct for injecting the outlet of the head casing on the discharge side of the pump body to be sent to.
接続部よりも下流側に設けられる流量計と、 低温液化ガスをポンプ本体の吸込側に戻す戻し管路と、 戻し管路に設けられ、送液される低温液化ガスの流量に
応答して、軸受の潤滑およびキャンドモータの冷却に最
小限必要な流量を確保することができるように制御され
る弁と、 ポンプ本体とキャンドモータとの間に配置され、ポンプ
本体とキャンドモータとの間隔をあけるように支持する
アダプタとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載
の低温液化ガス用ポンプ。2. A flowmeter provided on the discharge side of the pump body, downstream of the connection part of the injection line, a return line for returning the low-temperature liquefied gas to the suction side of the pump body, and a return line. A valve that is provided and controlled in response to the flow rate of the low-temperature liquefied gas that is sent to ensure the minimum flow rate required for lubricating the bearing and cooling the canned motor, the pump body, and the canned motor. The low-temperature liquefied gas pump according to claim 1, further comprising an adapter disposed between the pump main body and the canned motor so as to be spaced apart from each other.
体窒素、液体酸素、または液化アルゴンから成る群から
選ばれることを特徴とする請求項１または２記載の低温
液化ガス用ポンプ。3. The low-temperature liquefied gas pump according to claim 1, wherein the low-temperature liquefied gas is selected from the group consisting of liquefied natural gas, liquid nitrogen, liquid oxygen, and liquefied argon.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP00667695A JP3514855B2 (en) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | Pump for low temperature liquefied gas |
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