JP4300088B2 - Submerged pump - Google Patents
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Description
本発明は、ポンプとこれを駆動するモータが一体に形成され、溜められた取扱い流体に浸漬されて取扱い流体の汲み上げに用いられるサブマージドポンプに関する。 The present invention relates to a submerged pump in which a pump and a motor for driving the pump are integrally formed and immersed in a stored handling fluid to be used for pumping the handling fluid.
液化天然ガス(LNG)、液化石油ガス(LPG)など低温流体を汲み上げるのに、サブマージドポンプが用いられている。サブマージドポンプは、遠心ポンプなどのポンプと、このポンプを駆動するモータが一体に形成されており、全体を取り扱う流体内に浸漬して使用する。このため、モータのステータ、ロータの周囲、モータおよびポンプのシャフトの軸受周囲にも取扱い流体が浸入するように構成し、この取扱い流体で、冷却、潤滑等することが行われている。 Submerged pumps are used to pump low-temperature fluids such as liquefied natural gas (LNG) and liquefied petroleum gas (LPG). In the submerged pump, a pump such as a centrifugal pump and a motor that drives the pump are integrally formed, and the submerged pump is used by being immersed in a fluid that handles the whole. For this reason, it is configured such that the handling fluid also enters the periphery of the motor stator and the rotor and the motor and pump shaft bearings, and cooling, lubrication, and the like are performed with this handling fluid.
特に、シャフト上端付近の軸受にポンプにより吐出された取扱い流体を送って潤滑を行うことがある(例えば、下記特許文献1の段落0006など参照)。 In particular, lubrication may be performed by sending a handling fluid discharged by a pump to a bearing near the upper end of the shaft (see, for example, paragraph 0006 of Patent Document 1 below).
サブマージドポンプにおいて、取扱い流体に気化しやすい成分が含まれていると、軸受付近で気化して、軸受の潤滑不良を生じる場合があるという問題があった。 In the submerged pump, if a component that is easily vaporized is contained in the handled fluid, there is a problem in that it may vaporize in the vicinity of the bearing, resulting in poor lubrication of the bearing.
本発明は、軸受部分の潤滑不良を防止するのに有利なサブマージドポンプを提供する。 The present invention provides a submerged pump that is advantageous in preventing poor lubrication of a bearing portion.
本発明のサブマージドポンプは、ポンプ部が吐出した取扱い流体を、モータのシャフトをその上端付近で支持する軸受を通して、モータを納めるハウジング内に導く導入路を有し、この導入路の軸受の下流側に絞り構造が設けられている。 Submerged pump of the present invention, the handling fluid pump unit is discharged, and through the bearing supporting the motor shaft near its upper end, has an introduction path for guiding in the housing to pay motor, the introduction path A throttle structure is provided on the downstream side of the bearing.
軸受の下流側に絞り構造を設けることにより、軸受周囲の圧力を高め、軸受周囲での取扱い流体の気化を防止する。 By providing a throttle structure on the downstream side of the bearing, the pressure around the bearing is increased and vaporization of the handling fluid around the bearing is prevented.
また、モータを納めるハウジング内の取扱い流体をポンプ部に戻す環流路の入口を、モータシャフトの上端付近の軸受より高い位置に配置する。 Further, the inlet of the annular flow path for returning the handled fluid in the housing for housing the motor to the pump unit is arranged at a position higher than the bearing near the upper end of the motor shaft.
これにより、ハウジング内に気体が残留しても、軸受周囲に達する前に、ハウジング内より排出される。 As a result, even if gas remains in the housing, it is discharged from the housing before reaching the periphery of the bearing.
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図1は、本実施形態のサブマージドポンプの概略構成を示す図である。サブマージドポンプ10は、取扱い流体の圧力を高めるポンプを含むポンプ部12と前記ポンプを駆動するモータ部14を、ポット16内に納めた構造を有している。ポット16の上部の開口は、ヘッドプレート18によりカバーされている。ポット16内には、取込管20より取扱い流体が浸入し、一方ポット16内のガスを抜くためのガス抜き管よりガスが排出されることにより、ポット16内が取扱い流体で満たされる。なお、サブマージドポンプ10は、実際に設置される場合も、その上下方向が図1の上下方向に一致するように配置され、したがってポンプ部12とモータ部14は、ポンプ部12が上となり、モータ部14が下となるように配置される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a submerged pump according to the present embodiment. The submerged
ポンプ部12は、共通のポンプシャフト24上に複数の遠心ポンプ26が配置された多段遠心ポンプを含む。多段の遠心ポンプの下方、すなわち第1段の遠心ポンプ26の吸い込み部には、吸込管28が取り付けられ、さらに吸込管28内には、ポンプシャフト24に取り付けられ駆動されるインデューサ30が配置されている。
The
ポンプ部12の上方のモータ部14は、多段の遠心ポンプを駆動するモータ32と、モータ32の周囲を囲うように配置されるハウジング円筒34を含む。モータ32は、ポンプシャフト24と共通のモータシャフト36と、モータシャフト36に固定されるロータ38と、ハウジング円筒34に固定されるステータ40を含み。ハウジング円筒34の下端には取付板42が結合され、ポンプ部12は、この取付板42に取り付けられてモータ部14と一体となっている。一方、ハウジング円筒34の上端には、吐出マニホルド44が結合され、ハウジング円筒34、取付板42および吐出マニホルド44で、モータ32を納めるハウジングを構成する。
The
取付板42には、モータシャフト36を回動可能に支持する、転がり軸受である下部軸受46が保持されている。さらに、取付板42には、ポンプ部12の、加圧された取扱い流体のモータ部14への流れを抑制する下部シール48も配置されている。下部シール48は、ポンプシャフト24との間にわずかな隙間を有しており、この隙間より、わずかではあるが、取扱い流体がポンプ部12のハウジング内の空間であるハウジング室49へと流れる。この取扱い流体は、下部軸受46を通過し、このとき軸受の潤滑を行う。吐出マニホルド44には、モータシャフト36の上端付近を回動可能に支持する上部軸受50が保持されている。また、吐出マニホルド50には、ヘッドプレート18に設けられた吐出孔52につながる吐出口54が設けられている。多段の遠心ポンプから送り出された取扱い流体は、モータ部14のステータ40等を迂回して配置される吐出流路56により、吐出口54に送られ、更に外部に送り出される。
The
さらに、吐出マニホルド44には、吐出口54からハウジング室49に取扱い流体を導き入れる導入路58が設けられている。導入路58内には上部軸受50が配置され、その下流には、更に上部シール60が配置されている。これらの導入路58に関連する構成については、後に詳述する。ハウジング室49の上部軸受50より高い位置、好ましくは最上部には、ハウジング室49内の取扱い流体をポンプ部12へと戻す環流路62の入口62aが設けられている。環流路62は、ハウジング室49内に溜まったガスを回収し、取扱い流体と共にポンプ部12へ送る。
Further, the
図2は、導入路58に関する構成の詳細を示す図である。導入路58は、まず、取扱い流体を吐出口54から上部軸受50に導く。上部軸受50は、転がり軸受であり、好ましくは玉軸受である。取扱い流体は、上部軸受50のインナレース、アウタレースおよび転動体の隙間を通過して、更に下方に流れる。この上部軸受50を通過する取扱い流体は、上部軸受の潤滑液として機能する。上部軸受50を通過した取扱い流体は、上部シール60に達する。上部シール60は、モータシャフト36の外周と共に、これらの間に、わずかな隙間64を形成しており、導入路58の流路を絞り、流路抵抗が大きくなる構造を構成している。この絞り構造によって、この間隙64の前後に圧力差を生じさせ、上部軸受50付近は、多段の遠心ポンプによって高められた圧力に近い圧力に維持され、一方ハウジング室49内は、比較的低い圧力となっている。また、絞り構造により導入路58を通過する流量を抑えて、このサブマージドポンプ10の吐出量の減少、すなわち汲み上げられる取扱い流体の流量の減少を抑制している。
FIG. 2 is a diagram showing details of the configuration related to the
上部軸受50付近の圧力を高く維持することにより、取扱い流体に気化しやすい成分が含まれる場合であっても、軸受部分での気化を防止し、軸受の潤滑不良を生じさせないようにしている。したがって、上記絞り構造の各部寸法、例えば間隙、長さは、軸受部分で取扱い液の気化を抑えることができる圧力を維持するのに必要な寸法とする。また、絞った部分の流路の形状は直線状以外に、クランク状に屈曲していてもよく、更には間隙の狭い部分と広い部分が交互に配置されたラビリンス構造を採ることもできる。 By maintaining the pressure in the vicinity of the upper bearing 50 high, vaporization in the bearing portion is prevented even when a component that is easily vaporized is contained in the handled fluid, so that poor lubrication of the bearing does not occur. Therefore, the dimensions, for example, the gap and the length, of the throttle structure are the dimensions necessary to maintain the pressure that can suppress the vaporization of the handling liquid at the bearing portion. Further, the shape of the flow path at the narrowed portion may be bent in a crank shape in addition to a linear shape, and further, a labyrinth structure in which narrow portions and wide portions are alternately arranged can be adopted.
また、ハウジング室49内で発生したガスは、上部軸受50より高い位置で環流路62に戻されるので、ハウジング室49内のガスの滞留により液面が低下して上部軸受50近傍に達することにより生じる潤滑不良が防止される。
Further, since the gas generated in the
本実施形態のサブマージドポンプ10は例えば、一酸化炭素を含んだLNGを取り扱うポンプとして好適である。LNGが一酸化炭素を含む場合、一酸化炭素の沸点が、LNGの他の成分または一酸化炭素を含まないLNGに比べて低く、より低い温度でガス(一酸化炭素)が発生する。本実施形態にように、導入路58において、上部軸受50より下流に絞り構造を設けることにより、上部軸受50付近にてガスが発生し、潤滑不良となることが防止される。
The submerged
本実施形態においては、3段の遠心ポンプの例を示したが、段数に関しては、設計上の要求により適宜選択可能である。また、上部および下部の軸受も、設計上の要求により玉軸受以外の転がり軸受を採用することができる。 In the present embodiment, an example of a three-stage centrifugal pump is shown, but the number of stages can be appropriately selected according to design requirements. Further, as the upper and lower bearings, rolling bearings other than ball bearings can be adopted depending on design requirements.
10 サブマージドポンプ、12 ポンプ部、14 モータ部、16 ポット、24 ポンプシャフト、26 遠心ポンプ、32 モータ、34 ハウジング円筒、36 モータシャフト、44 吐出マニホルド、49 ハウジング室、50 上部軸受、52 吐出孔、54 吐出口、56 吐出流路、58 導入路、60 上部シール、62 環流路。 10 submerged pump, 12 pump section, 14 motor section, 16 pot, 24 pump shaft, 26 centrifugal pump, 32 motor, 34 housing cylinder, 36 motor shaft, 44 discharge manifold, 49 housing chamber, 50 upper bearing, 52 discharge hole , 54 Discharge port, 56 Discharge channel, 58 Inlet channel, 60 Upper seal, 62 Ring channel.
Claims (2)
前記モータはハウジングに納められ、前記モータのシャフトはその上端付近を軸受にて支持され、
さらに、前記ポンプが吐出した取扱い流体を、前記シャフトの上端付近より、前記軸受を通過させて前記ハウジング内へと導く導入路と、
前記導入路の前記軸受下流側に設けられ、導入路の流路抵抗を高める絞り構造と、
を有するサブマージドポンプ。 A submerged pump having a pump that discharges a handling fluid containing a component that easily vaporizes and a motor that is above the pump and drives the pump;
The motor is housed in a housing, the shaft of the motor is supported by a bearing near its upper end,
Furthermore, an introduction path for guiding the handling fluid discharged by the pump from the vicinity of the upper end of the shaft into the housing through the bearing,
A throttle structure that is provided on the bearing downstream side of the introduction path and increases the flow resistance of the introduction path;
Having a submerged pump.
2. The submerged pump according to claim 1, further comprising an annular flow path for returning a handling fluid in the housing to the pump, wherein an inlet on the housing side of the annular flow path is disposed at a position higher than the bearing. Submerged pump.
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