(57)【要約】【課題】液化ガス用ポンプ装置において、信頼性を確保しつつ小型・軽量化及び低価格化を図ること。【解決手段】液化ガス用ポンプ装置３０は、液化ガスタンク内に垂下された揚液管３１と、揚液管内に挿入され、液化ガスタンクからの液化ガスを吸い込み、この液化ガスを昇圧して揚液管内及びモータ室内に分流して吐き出すポンプ３２と、を備えている。ポンプ３２は、液化ガスを吸い込み、昇圧して吐き出す羽根車２１と、羽根車２１を駆動するモータ９と、羽根車２１から吐き出された液化ガスを揚液管内及びモータ９を収納したモータ室３内に分流して導く導出路と、を備えている。回転軸２は、モータ９を設置する回転軸部２ａと羽根車２１を設置するポンプ軸部２ｂとを同一部材で一体に形成して構成されている。モータ室３と羽根車２１の吸い込み側とを連通する戻り通路は回転軸２に形成した貫通穴２０で構成されている。【選択図】図１
2006316628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスタンク内に垂下された揚液管と、
前記揚液管内に挿入され、液化ガスタンクからの液化ガスを吸い込み、この液化ガスを昇圧して前記揚液管内及びモータ室内に分流して吐き出すポンプと、を備え、
前記ポンプは、前記液化ガスを吸い込み、昇圧して吐き出す羽根車と、前記羽根車を駆動するモータと、前記羽根車から吐き出された液化ガスを前記揚液管内及び前記モータを収納したモータ室内に分流して導く導出路と、を備えた液化ガス用ポンプ装置において、
前記モータを設置する回転軸部と前記羽根車を設置するポンプ軸部とを同一部材で一体に形成した回転軸で構成し、
前記モータ室と前記羽根車の吸い込み側とを連通する戻り通路を前記回転軸に形成した貫通穴で構成した
ことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記羽根車を前記ポンプ軸部に複数段に設置し、前記戻り通路を前記複数段の羽根車の中の後段側の羽根車の吸い込み側と連通したことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記回転軸に取り付けられて軸推力を平衡させるバランスディスクと、前記バランスディスクに近接して設けられたベアリングハウジングとを備え、前記ベアリングハウジングにおける前記バランスディスクに最も近接する部分の対向面に交換可能に取り付けたリング形状のパットを設けたことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記バランスディスクをオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、前記ベアリングハウジングをオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、前記パットを珪素が３％から５％含有される析出硬化型の高珪素ステンレス鋼で形成したことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記モータの直下に位置して前記回転軸を支持するボールベアリングと、モータ側に開口した凹段部内に前記ボールベアリングを収納して支持するベアリングハウジングとを備え、前記ボールベアリングのモータ側を囲うようにカラーを設けたことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記羽根車から吐き出された液化ガスを前記モータ室に導く前記導出路は前記ボールベアリングを通して形成されており、前記カラーに前記液化ガスを通過させる複数の穴を形成したことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項７】
請求項１に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記ポンプを前記揚液管の最下部に据え付けた状態で開き且つ前記ポンプを引き上げた状態で閉じる吸い込み弁と、前記羽根車に前記液化ガスを導くサクションケーシングと、を備え、前記吸い込み弁の弁体を平板状に形成したことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記吸い込み弁の弁体をステンレス鋼またはアルミニウム合金の圧延板材で形成したことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項９】
請求項１に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記羽根車の吸い込み部の周囲に近接してマウスリング部を備え、前記マウスリング部における前記羽根車の吸い込み部外周壁に対向する面に静圧ポケットを設けたことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記羽根車で昇圧された前記液化ガスを前記静圧ポケットに導く吸液穴を前記マウスリング部に設けたことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記羽根車を前記ポンプ軸部に複数段に設置し、前記各段の羽根車の吸い込み部の周囲に近接してそれぞれマウスリング部を備え、前記各段のマウスリング部における前記各段の羽根車の吸い込み部外周壁に対向する面にそれぞれ静圧ポケットを周方向に複数設けたことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の液化ガス用ポンプ装置において、前記羽根車の吸い込み部における前記マウスリング部に対向する面に取り外し可能なインペラリングを設けたことを特徴とする液化ガス用ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス用ポンプ装置に係り、特に、液化ガスタンク内に垂下される揚液管内に挿入され、液化ガスタンクからの液化ガスを吸い込み、吐き出すポンプを備えた液化ガス用ポンプ装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
液化ガス用ポンプ装置は、常温よりも温度が極めて低い環境下、例えば、液化天然ガスに用いた場合には−１６４℃という極低温環境中にて使用される。そのため、液化ガス用ポンプ装置を構成する各部品は、極低温環境中においても極端な靭性低下を生じない材料であるオーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅系合金が主として用いられる。
【０００３】
従来の液化ガス用ポンプ装置における代表的な構造を図４を参照しながら説明する。図４は従来の液化ガス用ポンプ装置の縦断面図である。
【０００４】
従来の液化ガス用ポンプ装置のモータ軸５１及びポンプ軸５３については、図４に示すように、モータロータ５０を設置するモータ軸５１と、流体を吸い込んで目的圧力まで昇圧する羽根車５２を設置するポンプ軸５３と、を別々に設けた二重軸構造とすることが一般的である。なお、二重構造とした液化ガス用ポンプ装置の文献としては、特開２０００−２７７９３号公報（特許文献１）が挙げられる。
【０００５】
そして、ポンプの運転中は、モータ５９によってポンプ軸５３に設置された羽根車５２を駆動し、目的圧力まで液化ガスを昇圧して吐出口７０から揚液管７１に吐き出す。この際、モータ５９は、液化ガスを昇圧する仕事を行うことによって発熱して温度上昇するため、液化ガス用ポンプ装置が取り扱う自液である液化ガスによって冷却される。ここで、液化ガスの流れは、吸い込み口８０より吸い込まれ、インデューサ９１で与圧され、羽根車５２とステージ６２とで構成される複数段のポンプ部を通過しながら目的の圧力まで昇圧された後、吐出口７０から揚液管７１へと吐き出される流れの他、吐出口７０からの流れとは別のルートで、バランスディスク５８とバランスシート７５との摺動隙間を通ってから、ベアリングハウジング５６の内側を通り、さらにボールベアリング５７を通ってモータ室９０に到達され、モータ５９を冷却する流れを有している。
【０００６】
この液化ガスには、圧力と気化限界温度との関係があるため、モータ５９を冷却する際に液化ガスがモータ５９から受ける熱によって過度に温度上昇すると、液化ガスの温度がモータ室９０の圧力状態における気化限界温度を超えてしまうことがある。この場合には、液化ガスがモータ室９０内で気化し、液体から気体に変化する現象が生じる。これによって、液化ガスの容積は液体状態の約４００倍にも増大するため、モータ室９０内は瞬時にガス環境となってしまい、モータ５９の冷却ができなくなるばかりか、ボールベアリング５７や静圧すべり軸受５４Ａ、５４Ｂなどがドライ摺動となり、これらの軸受が発熱によって損傷し、ポンプ運転継続が不可能になってしまうおそれがあった。
【０００７】
これを防止するため、モータ５９の冷却で液化ガスの温度が上昇しても、気化限界温度を超えないようにモータ室９０内の圧力を確保できる設計を行っている。すなわち、従来構造においては、この気化限界温度を超えないようなモータ室９０の圧力とするため、モータ室９０と任意の羽根車段数における流路とを連結する戻り通路１００が設けられ、この戻り通路をモータケーシング９５の外部に設置した配管で形成している。
【０００８】
液化ガス保管タンクの揚液管の最下部に設置されるインタンク式の液化ガス用ポンプ装置においては、ポンプ起動後にスラストバランス機能が作用するまで数分間を要する。その間、ベアリングハウジング５６は、モータ５９の下部に設けたボールベアリング５７を介して大きなスラスト荷重を受けることになる。また同様に、ポンプ起動後の数分間は、例えば、特許第３１８９６８３号公報（特許文献２）の図７に示す液化ガスタンク用潜没ポンプの起動直後のシステムヘッドカーブから明らかなように、静圧すべり軸受５４Ａ、５４Ｂが機能するために必要な吐出圧力が得られない状態である。したがって、この起動瞬時の数分間は、ロータ系の不安定現象で生じるラジアル荷重を衝撃荷重的に受ける。このことからベアリングハウジング５６には、強度、耐磨耗性、並びに低温靭性に優れる材質が必須であるとの考えから、オーステナイト系ステンレス鋼が用いられている。また、バランスディスク５８の材質も強度、耐磨耗性、並びに低温靭性に優れる材質との観点から、オーステナイト系ステンレス鋼が用いられていることが多い。ステンレス鋼の代わりにアルミ合金の適用も可能である。
【０００９】
また、従来の液化ガス用ポンプ装置のボールベアリング５７については、ベアリングハウジング５６の凹部にモータ５９側からボールベアリング５７が嵌合され、ボールベアリング５７がモータ５９側に露出する構造である。
【００１０】
また、従来の液化ガス用ポンプ装置の吸い込み弁体８１については、従来の液化ガス用ポンプ装置の吸い込み弁体８１は、中央部に山形の突起８２を設け、この中を６分割させて流路８３を設置させた構造である。
【００１１】
また、従来の液化ガス用ポンプ装置のマウスリング１０５については、圧力低減効果を狙って洩れを防止するため、マウスリン１０５の内周面に周方向に延びる数本の溝を設けたラビリンス構造が採用されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２７７９３号公報
【特許文献２】特許第３１８９６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の液化ガス用ポンプ装置では、モータ軸５１とポンプ軸５３とを別々に設けた二重軸構造であるため、コスト高を招いていた。さらには、従来の液化ガス用ポンプ装置では、戻り通路１００を配管で形成しているので、配管を設置するための各種部品の増加を招くと共に、シール部の信頼性を確保する必要があり、さらには、戻り通路１００が外部からの衝撃荷重などを受けて損傷しないように、保護を目的としたカバーを設ける必要があり、加工や組み立てに多くの時間を費やしていた。そこで、モータケーシング９５に厚肉部を設けて鋳穴や機械加工によって戻り通路１００を形成することが考えられるが、その場合には、モータケーシング９５の肉厚を増やすことによって部品質量が重くなり、形状が複雑になるなどの問題が生ずる。（第１の課題）
また、従来の液化ガス用ポンプ装置では、液化ガス用ポンプ装置の起動瞬時は、前述したように、スラストバランス機能、静圧すべり軸受機能が完全には作用しないため、羽根車５２に作用する流体力のバランスによって生じる上向き荷重によって、ポンプ軸５３が上方に移動し、ベアリングハウジング５６の下面と、バランスディスク５８の上面が、図４のＢで示す位置にて接触摺動することがある。ベアリングハウジング５６とバランスディスク５８がオーステナイト系ステンレス鋼同士である場合には、上述した起動瞬時の摺動によって、異常磨耗が促進されることが懸念される。（第２の課題）
また、従来の液化ガス用ポンプ装置では、ボールベアリング５７がモータ５９側に露出する構造であり、ボールベアリング５７のモータ５９側を覆う囲いがまったく無い状態であるため、万が一、ボールベアリング５７が異常磨耗や異物の噛み込み等を生じて破損に至った場合、ボールベアリング５７の破損部品がモータ５９を損傷させて、ポンプ運転が不可能になる事態が懸念される。（第３の課題）
また、従来の液化ガス用ポンプ装置では、吸い込み弁体８１の形状が複雑であり、鋳物にて製作する必要があった。さらには、吸い込み弁体８１の山形突起部分８２のＣ部分で流路の縮小が生じるために、液化ガスを吸い込む場合の流速変化をなくするように、インデューサ９１に液化ガスを導くサクションケーシング１０１の吸い込み流路を、山形突起部分８２のＣ部分寸法に合わせて狭くする必要がある。このため、山形突起部分８２としても、吸い込み性能的に特段に向上する訳ではなく、費用に対する効果を考慮すれば、吸い込み弁体８１の形状を改善する余地がある。（第４の課題）
また、従来の液化ガス用ポンプ装置では、マウスリング１０５がラビリンス構造であるため、マウスリング１０５と羽根車５２との隙間を小さくすればするほど、洩れ低減が図れてポンプの効率向上には寄与できるが、この隙間を小さくしすぎると、運転中に羽根車５２とマウスリング１０５とが接触摺動することで磨耗が進行し、動隙間が増大してしまうことから、隙間を所定値以下に小さくすることが困難である。（第５の課題）
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記第１の課題を解決するために、次の構成としたものである。
（１）液化ガスタンク内に垂下された揚液管と、前記揚液管内に挿入され、液化ガスタンクからの液化ガスを吸い込み、この液化ガスを昇圧して前記揚液管内及びモータ室内に分流して吐き出すポンプと、を備え、前記ポンプは、前記液化ガスを吸い込み、昇圧して吐き出す羽根車と、前記羽根車を駆動するモータと、前記羽根車から吐き出された液化ガスを前記揚液管内及び前記モータを収納したモータ室内に分流して導く導出路と、を備えた液化ガス用ポンプ装置において、前記モータを設置する回転軸部と前記羽根車を設置するポンプ軸部とを同一部材で一体に形成した回転軸で構成し、前記モータ室と前記羽根車の吸い込み側とを連通する戻り通路を前記回転軸に形成した貫通穴で構成したこと。
【００１５】
また、本発明は、前記（１）の発明において、より好ましい構成例として次の構成としたものである。
（２）前記羽根車を前記ポンプ軸部に複数段に設置し、前記戻り通路を前記複数段の羽根車の中の後段側の羽根車の吸い込み側と連通したこと。
【００１６】
本発明は、前記第１及び第２の課題を解決するために、前記（１）の発明に次の構成を加えたものである。
（３）前記回転軸に取り付けられて軸推力を平衡させるバランスディスクと、前記バランスディスクに近接して設けられたベアリングハウジングとを備え、前記ベアリングハウジングにおける前記バランスディスクに最も近接する部分の対向面に交換可能に取り付けたリング形状のパットを設けたこと。
（４）前記（３）において、前記バランスディスクをオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、前記ベアリングハウジングをオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、前記パットを珪素が３％から５％含有される析出硬化型の高珪素ステンレス鋼で形成したこと。
【００１７】
本発明は、前記第１及び第３の課題を解決するために、前記（１）の発明に次の構成を加えたものである。
（５）前記モータの直下に位置して前記回転軸を支持するボールベアリングと、モータ側に開口した凹段部内に前記ボールベアリングを収納して支持するベアリングハウジングとを備え、前記ボールベアリングのモータ側を囲うようにカラーを設けたこと。
（６）前記（５）において、前記羽根車から吐き出された液化ガスを前記モータ室に導く前記導出路は前記ボールベアリングを通して形成されており、前記カラーに前記液化ガスを通過させる複数の穴を形成したこと。
【００１８】
本発明は、前記第１及び第４の課題を解決するために、前記（１）の発明に次の構成を加えたものである。
（７）前記ポンプを前記揚液管の最下部に据え付けた状態で開き且つ前記ポンプを引き上げた状態で閉じる吸い込み弁と、前記羽根車に前記液化ガスを導くサクションケーシングと、を備え、前記吸い込み弁の弁体を平板状に形成したこと。
（８）前記（７）において、前記吸い込み弁の弁体をステンレス鋼またはアルミニウム合金の圧延板材で形成したこと。
【００１９】
本発明は、前記第１及び第５の課題を解決するために、前記（１）の発明に次の構成を加えたものである。
（９）前記羽根車の吸い込み部の周囲に近接してマウスリング部を備え、前記マウスリング部における前記羽根車の吸い込み部外周壁に対向する面に静圧ポケットを設けたこと。
（１０）前記（９）において、前記羽根車で昇圧された前記液化ガスを前記静圧ポケットに導く吸液穴を前記マウスリング部に設けたこと。
（１１）前記（７）において、前記羽根車を前記ポンプ軸部に複数段に設置し、前記各段の羽根車の吸い込み部の周囲に近接してそれぞれマウスリング部を備え、前記各段のマウスリング部における前記各段の羽根車の吸い込み部外周壁に対向する面にそれぞれ静圧ポケットを周方向に複数設けたこと。
（１２）前記（９）において、前記羽根車の吸い込み部における前記マウスリング部に対向する面に取り外し可能なインペラリングを設けたこと。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、信頼性を確保しつつ小型・軽量化及び低価格化を図ることができる液化ガス用ポンプ装置が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、小型・軽量化及び低価格化を図ることができると共に信頼性の向上を図ることができる液化ガス用ポンプ装置が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、小型・軽量化及び低価格化を図ることができると共に信頼性及び効率の向上を図ることができる液化ガス用ポンプ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の液化ガス用ポンプ装置の一実施例を図１から図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示す液化ガス用ポンプ装置の縦断面図、図２は図１の液化ガス用ポンプ装置のベアリングハウジング及びその周辺部の拡大図、図３は図１の液化ガス用ポンプ装置のマウスリング部及びその周辺部の拡大図である。
【００２４】
図１に示すように、液化ガス用ポンプ装置３０は、液化ガスタンク内に垂下された揚液管３１と、揚液管３１内に挿入され、液化ガスタンクからの液化ガスを吸い込み、この液化ガスを昇圧して揚液管３１内及びモータ室３内に分流して吐き出すポンプ３２とを備えて構成されている。ポンプ３２は揚液管３１の底部に着座させて設置されている。また、ポンプ３３２は、液化ガスを吸い込み、昇圧して吐き出す羽根車２１と、羽根車２１を駆動するモータ９と、羽根車２１から吐き出された液化ガスを揚液管３１内及びモータ９を収納したモータ室３内に分流して導く導出路と、を備えて構成されている。この導出路は、モータケーシング２４に形成された吐出口３３を通して揚液管３１内に連通される導出路と、ボールベアリング７を通してモータ室３内に連通する導出路とから構成されている。
【００２５】
回転軸２は、従来のようにモータ軸とポンプ軸を分けた二重軸構造ではなく、従来のモータ軸とポンプ軸とを一体軸として構成されている。すなわち、回転軸２は、モータロータ１を設置するモータ軸部２ａと、流体を吸い込んで目的圧力まで昇圧する羽根車２１を設置するポンプ軸部２ｂとを同一部材で一体に形成したものである。かかる一体軸構造によって、回転軸２を安価に製作することができると共に、後述する貫通穴２０を設けることを可能としている。羽根車２１は、ポンプ軸部２ｂに複数段（図示例では、２段）に設置されている。
【００２６】
本実施例では、回転軸２がモータ９の上下両側に設けたボールベアリング７で支持され、従来構造でモータの上下に設けていた静圧すべり軸受を備えていない。これによって、軸方向の寸法を縮小して小型・軽量化、低価格化を図ることができる。なお、ボールベアリング７は、ベアリングハウジング４を介してモータケーシング２４に支持されている。
【００２７】
モータ室３と羽根車２１の吸い込み側とを連通する戻り通路は、回転軸２に形成した貫通穴２０で構成されている。この貫通穴２０は、回転軸２の上端から２段目の羽根車２１の入口側まで延びるように形成されている。貫通穴２０は、モータ室３に開口する縦穴２０ａと、後段側（図示例では２段目）の羽根車２１の入口に開口する横穴２０ｂとから構成されている。縦穴２０ａは、回転軸２の軸中心を延び、開口された上端から２段目の羽根車２１の入口高さまで延びている。横穴２０ｂは、縦穴２０ａの下端部から放射状に複数設けられている。このように、モータ室３内と羽根車２１の入口側とを連通する貫通穴２０を設けたことによって、モータ室３は羽根車２段目の入口圧力とバランスさせることが可能となり、従来構造で必要であった戻り通路１００を形成するための配管などの別部材を用いることなく、同様な効果が得られ、簡易構造化が実現できる。
【００２８】
図１及び図２に示すように、モータ９の直下に位置して円筒状のベアリングハウジング４が円筒状のモータケーシング２４の内側に固定して配置されている。ベアリングハウジング４の内周にはモータ側に開口した凹段部４ａが設けられている。その凹段部４ａ内に位置してボールベアリング７が配置されている。ベアリングハウジング４の反モータ側に位置してバランスディスク５が回転軸２に固定して配置されている。バランスディスク５のモータ側の面は、ベアリングハウジング４の反モータ側の面に対向している。バランスディスク５の周囲にはバランスシート２５がモータケーシング２４に固定して配置されている。ベアリングハウジング４はオーステナイト系ステンレス鋼で製作され、バランスディスク５はオーステナイト系ステンレス鋼で製作されている。ステンレス鋼の代わりにアルミ合金で製作することも可能である。
【００２９】
ベアリングハウジング４とバランスディスク５とが接触摺動する可能性のあるＣ部の位置に位置して、接触摺動した際における磨耗低減対策および磨耗進行時における簡易的な交換構造との観点から、銅系材料（ＣＡＣ４０６等）によるリング形状のパット２３が図２に示すように交換可能に設けられている。このパット２３を設けたことにより、液化ガス用ポンプ装置の起動瞬時に羽根車２１に作用する流体力のバランスによって生じる上向き荷重によって、ベアリングハウジングの下面とバランスディスクの上面とがＣ部で示す位置にて接触摺動した場合においても、従来のようなオーステナイト系ステンレス鋼同士の摺動磨耗に比べて、その磨耗量は格段に少なくすることができ、信頼性を向上することができる。また、摺動磨耗が進行した際には、リング形状のパット２３を交換することで簡易的に初期状態に改善することが可能となる。
【００３０】
また、このパット２３は、珪素が３％から５％含有される析出硬化型の高珪素ステンレス鋼で製作してもよい。高珪素ステンレス鋼で製作したパッド２３は、液化窒素ガス環境中での試験結果によって、強度と靭性に関しては、ＳＵＳ６３０鋼を上回る、優れた特性が確認されており、また、摺動特性と耐磨耗特性についても、ＳＵＳ３０４鋼よりも優れ、銅系材料と同等な優れた結果が得られており、耐摩耗性に至っては、大きな改善効果が得られる。
【００３１】
ボールベアリング７のモータ側を囲うようにカラー６が設けられている。カラー６は、円板形状で形成されてベアリングハウジング４に取り付けられている。カラー６におけるボールベアリング７の上部と合わさる範囲には、モータ９の冷却のための液化ガスが通過しやすいように多数の小さな穴２２が設けられている。このカラー６を設けることにより、予測不能な事態によってボールベアリング７が破損した場合でも、これらの部品が周囲に飛散することを防止することができ、モータ９の損傷を防止することができる。
【００３２】
揚液管３１の下端部には吸い込み弁１０が取り付けられている。この吸い込み弁１０は、ポンプ３２を揚液管３１の最下部に据え付けた状態で開き且つポンプ３２を引き上げた状態で閉じるように構成されている。吸い込み弁１０の弁体１０ａは平板状に形成されている。サクションケーシング１１は、下面に開口した吸い込み流路を形成して羽根車２１に液化ガスを導くものであり、モータケーシング２４の下端部に取り付けられている。インデューサ１２はサクションケーシング１１の吸い込み流路内に配置されている。
【００３３】
このように、吸い込み弁１０は、従来構造で設置していた山形の突起部分を無くし、平板状の弁体１０ａを備えているので、従来のように鋳物によらなくても製作が可能となり、ステンレス鋼またはアルミニウム合金の圧延板材からの機械加工での製作が可能である。また、従来構造に比べて、簡易的な構造でインデューサ１２に液化ガスを導く流路であるサクションケーシング１１の入口部分の面積を広げることが可能となるため、吸い込み流路寸法Ｅが広くとれる。従って、吸い込み性能を従来と同程度に確保しつつ、製作コスト低減を図ることができる。
【００３４】
羽根車２１の入口部に形成されるマウスリング部は、羽根車２１の吸い込み部外周壁に対向する面を形成するマウスリング１５と、このマウスリング１５の外周から径方向外側延びるステージとから構成されている。このマウスリング部は、圧力差を利用した静圧すべり軸受効果を奏するように構成されている。マウスリング１５は、摺動特性に優れた銅系合金や珪素が３％から５％含有される析出硬化型の高珪素ステンレス鋼で製作されている。マウスリング１５の円周方向の４箇所に静圧ポケット１７が設けられている。この４箇所の静圧ポケット１７は２つが対向するように設けられている。ステージ１８には、マウスリング１５に設けた静圧ポケット１７に液化ガスを給液するための穴１９が設けられている。かかる静圧すべり軸受効果を奏するマウスリング部は、複数段に羽根車２１のそれぞれに対応して設けられている。
【００３５】
このように、マウスリング部に静圧ポケット１７を有する静圧すべり軸受効果を持たせることで、従来構造に比べて摺動隙間を小さくでき、摺動隙間の低減と磨耗抑制を図り、長期的な高効率の維持が可能である。特に、羽根車段数が少ないポンプにおいては、マウスリング部での洩れ量が、効率の低下に与える影響が大きいため、その改善効果が期待できる。また、段数の多いポンプの場合には、段数の少ないポンプに比べるとマウスリング部での洩れ量が効率に与える影響は小さいが、振動の抑制効果に大きく寄与し、固有振動数の改善効果を発揮することができる。
【００３６】
図３に示す構成は、インタンク式ポンプに適用した一例であり、マウスリング１５と対向する羽根車２１側には、インペラリング１６が設けられている。前述したように、インタンク式ポンプの場合には、液化ガス用ポンプ装置の起動瞬時である数分間の間は、スラストバランス機能、静圧すべり軸受機能が完全には作用しないために、マウスリング部を軸受同等の狭い隙間とした場合には、接触摺動が生じやすい。このため、羽根車２１の磨耗を防止するために、羽根車側にインペラリング１６を設けている。そして、インペラリング１６の磨耗が進行した場合には、インペラリング１６を交換することで再製可能な構造としている。なお、起動と同時に圧力が作用するポット式構造の液化ガス用ポンプ装置においては、インペラリング１６を設けない構造も可能である。
【００３７】
以上説明したように、本実施例によれば、モータ９を設置する回転軸部２ａと羽根車２１を設置するポンプ軸部２ｂとを同一部材で一体に形成した回転軸２で構成し、モータ室３と羽根車２１の吸い込み側とを連通する戻り通路を回転軸２に形成した貫通穴２０で構成したので、信頼性を確保しつつ小型・軽量化及び低価格化を図ることができる。
【００３８】
また、本実施例によれば、さらに、ベアリングハウジング４におけるバランスディスク５に最も近接する部分の対向面に交換可能に取り付けたリング形状のパット２３を設けているので、小型・軽量化及び低価格化に加えて信頼性の向上を図ることができる。
【００３９】
また、本実施例によれば、さらに、ボールベアリング７のモータ側を囲うようにカラー６を設けているので、小型・軽量化及び低価格化に加えて信頼性の向上を図ることができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、さらに、吸い込み弁１０の弁体１０ａを平板状に形成しているので、さらなる低価格化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施例によれば、さらに、マウスリング部における羽根車２１の吸い込み部外周壁に対向する面に静圧ポケット１７を設けているので、小型・軽量化及び低価格化に加えて効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１の液化ガス用ポンプ装置の縦断面である。
【図２】図１の液化ガス用ポンプ装置のベアリングハウジング及びその周辺部の拡大図である。
【図３】図１の液化ガス用ポンプ装置のマウスリング部及びその周辺部の拡大図である。
【図４】従来の液化ガス用ポンプ装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…モータロータ、２…回転軸、２ａ…モータ軸部、２ｂ…ポンプ軸部、３…モータ室、４…ベアリングハウジング、４ａ…凹段部、５…バランスディスク、６…カラー、７…ボールベアリング、９…モータ、１０…吸い込み弁、１０ａ…弁体、１１…サクションケーシング、１２…インデューサ、１５…マウスリング、１６…インペラリング、１７…静圧ポケット、１８…ステージ、１９…給液穴、２０…貫通穴、２０ａ…縦穴、２０ｂ…横穴、２１…羽根車、２２…穴、２３…パット、２４…モータケーシング、２５…バランスシート、３０…液化ガス用ポンプ装置、３１…揚液管、３２…ポンプ、５０…モータロータ、５１…モータ軸、５２…羽根車、５３…ポンプ軸、５４Ａ…モータ上部の静圧すべり軸受、５４Ｂ…モータ下部の静圧すべり軸受、５６…ベアリングハウジング、５７…ボールベアリング、５８…バランスディスク、５９…モータ、６２…ステージ、７０…吐出口、７１…揚液管、７５…バランスシート、８０…吸い込み口、８１…吸い込み弁体、８２…山形の突起、８３…流路、９０…モータ室、９１…インデューサ、９５…モータケーシング、１００…戻り通路、１０１…サクションケーシング、１０５…マウスリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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