(57)【要約】【課題】高凝固点の液体を取り扱うキャンドモータポンプにおいて、液体の凝固を防止するとともに、長寿命を可能とするキャンドモータポンプを提供すること。【解決手段】本発明のキャンドモータポンプは、ロータ（５）の一端に羽根車（２）を取付け、羽根車側及び反羽根車側の両側にそれぞれ配設した軸受（９ａ、９ｂ）によって該ロータ（５）を支承したキャンドモータポンプにおいて、ステータ（１３）の外周（１３ａ）に密着させて、密封構造の第１ジャケット（１５）を設け、更に前記第１ジャケット（１５）の外周に、密着させて、密封構造の第２ジャケット（１６）を設けたことを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの一端に羽根車を取付け、羽根車側及び反羽根車側の両側にそれぞれ配設した軸受によって、そのロータを支承したキャンドモータポンプにおいて、ステータ外周に密着させて、密封構造の第１ジャケットを設け、更に前記第１ジャケット外周に密着させて、密封構造の第２ジャケットを設けたことを特徴とするキャンドモータポンプ。
【請求項２】
前記第１ジャケットの外筒部の内壁中央付近には、前記ステータの外周に接する突起部が形成され、該突起部にはロータの軸方向に複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１のキャンドモータポンプ。
【請求項３】
前記第１ジャケットの外筒部の長手方向中央付近に、前記ステータの外周に所定の隙間を持って近接するように凹部が形成されていることを特徴とする請求項１のキャンドモータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高凝固点の液体を取り扱うキャンドモータポンプにおいて、液体の凝固を防止するとともに、キャンドモータの長寿命化を達成する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】
図４は、従来のキャンドモータポンプの一般的な構造を示す図である。図４に示すように、ポンプ部Ｐのポンプケーシング１の内部には、羽根車２を配置しているとともに、ポンプケーシング１の高圧側の開口部Ｘには、ケーシングカバー３を固着している。
【０００３】
ケーシングカバー３の内部には、ロータ５の一端が挿通され、このロータ５の一端に、ここに嵌合したディスタンスピース６、スラスト板７ａ、軸スリーブ８ａ、及び羽根車２を、ボルト２０で固定し、ロータ５の他端には、スラスト板７ｂ及び軸スリーブ８ｂを、ボルト２０で固定している。
ケーシングカバー３の内周面に内方に突出する凸状部３ａを設けることによって、羽根車の軸受９ａ、ケーシングカバー３、ディスタンスピース６及び軸スリーブ８ａとの間に、圧力液体室としての空間Ａを構成するとともに、凸状部３ａの内周面とディスタンスピース６の外周面との間に、非接触の絞り機構４ａを形成している。即ち、凸状部３ａは、その内周部がディスタンスピース６の外周面にわずかな隙間を持って近接して、そこに流路ａを形成している。
【０００４】
そして、ケーシングカバー３の内部には、羽根車２によって昇圧したポンプ取扱液の一部を、圧力液体室を形成する空間Ａ内に導く流通孔３ｂを設けている。
更に、ケーシングカバー３の羽根車側端面に、スリーブ状に膨出する膨出部３ｃを形成することにより、この膨出部３ｃの内周面と羽根車２のボス部２ａとの間に、非接触の第２の絞り機構４ｂを構成している。すなわち、膨出部３ｃは、その内周面が羽根車２のボス部２ａの外周面にわずかの隙間を持って近接して、ここに流路ｂを形成している。
同時に、この膨出部３ｃによって、第２の絞り機構４ｂを挟んでケーシングカバー３と羽根車２との間に、二つの空間Ｂ、Ｃを区画形成し、この空間Ｃが、羽根車２のバランスホール２ｂを介して、ポンプの吸込側に連通している。
【０００５】
ロータ５は、その両側で一対の軸受９ａ、９ｂを介して、回転自在に支承されるとともに、そのほぼ中央部に、キャンドモータすなわちモータ部Ｍを形成する回転子１０が固着しており、回転子１０と羽根車側の軸受９ａとの間に空間Ｄ、回転子１０と羽根車と反対側の軸受９ｂとの間に空間Ｅ、モータ部Ｍの羽根車と反対側の端面を覆うエンドカバー１１と羽根車と反対側の軸受９ｂとの間に空間Ｆを、それぞれ形成している。
【０００６】
そして、羽根車側の軸受９ａと軸スリーブ８ａとの間に流路ｃ、羽根車側の軸受９ａの端面とスラスト板７ａとの間に流路ｄ、回転子１０のキャン１２ａと固定子１３のキャン１２ｂとの間に流路ｅ、羽根車と反対側の軸受９ｂの端面とスラスト板７ｂとの間に流路ｆ、羽根車と反対側の軸受９ｂと軸スリーブ８ｂとの間に流路ｇを、それぞれ形成している。
【０００７】
ロータ５の中心部には、軸方向に貫通する貫通孔１４を設けていて、この貫通孔１４は、両端のボルト２０を含んで両側に開口している。この貫通孔１４によってエンドカバー１１と羽根車と反対側の軸受９ｂとの間の空間Ｆとポンプの吸込側とが互いに連通している。
【０００８】
軸受９ａ、９ｂにはともに、内周面にら旋状の溝と軸方向に沿って伸びる溝とを設け、また、スラスト板７ａ、７ｂとの摺動面には、半径方向に伸びる溝を設けている。すなわち、軸受９ａ、９ｂの内周面に設けたら旋状の溝と軸方向に沿って伸びる溝は前述の流路ｃ、流路ｇであり、スラスト板７ａ、７ｂの軸受９ａ、９ｂとの摺動面に設けた半径方向に伸びる溝は前述の流路ｄ、流路ｆである。
【０００９】
上記構造のキャンドモータポンプにおいて、ケーシングカバー３に設けた流通孔３ｂから、羽根車通過後の昇圧したポンプ取扱液を、圧力液体室を構成する空間Ａ内に導き、ここから二つの方向に還流する。
第１の流れは、第１の絞り機構４ａ、空間Ｂ、第２の絞り機構４ｂ、空間Ｃ及び羽根車２のバランスホール２ｂを順に通過して、ポンプの吸込側に還流する。
第２の流れは、空間Ａから、流路ｃ、流路ｄ、空間Ｄ、流路ｅ、空間Ｅ、流路ｆ、流路ｇ、空間Ｆ及び貫通孔１４を順に通過して、ポンプの吸込側に還流する。
第１の流れ、第２の流れはともに最後はポンプの吸込側に連通しているために、羽根車通過後の昇圧したポンプ取扱液は、空間Ａからより低圧部であるポンプの吸込側へ還流し、第２の流れがキャンドモータすなわちモータ部Ｍの冷却及び軸受９ａ、９ｂの潤滑・冷却を行っている。
【００１０】
また、ステータ１３の外周に密着させて、密封構造のジャケット１５を設け、そのジャケット１５には、温水若しくはスチームを供給するための入口１５ａ及び出口１５ｂを設けている。また、図示してはいないが、ポンプケーシング１及びエンドカバー１１にも温水若しくはスチームを供給するために、それらの表面に密封構造のジャケットを設けることもある。
【００１１】
そのように構成したキャンドモータポンプの運転中には、第２の流れによって、モータ部Ｍの冷却及び軸受９ａ、９ｂの潤滑・冷却を行っているので、貫通孔１４を通過してポンプの吸込側へ還流する還流液温度は、吸込口から流入するポンプ取扱液温度より若干高くなる。しかし、この還流液は、吸込口でポンプ取扱液と混合し、そのほとんどが吐出し口から送出される。そのため、吐出し口におけるポンプ取扱液温度は、吸込口から流入するポンプ取扱液温度より、一般には１ないし５ｄｅｇ（℃）上昇する。
【００１２】
一方、キャンドモータポンプが停止中は、キャンドモータＭの巻線温度の上昇がなく、また、キャンドモータポンプ外表面及び吸込・吐出し配管外表面からの放熱のために、キャンドモータポンプ内にあるポンプ取扱液温度は、吸込及び吐出し配管中に滞留したポンプ取扱液とともに徐々に低下する。そして数時間後には、キャンドモータポンプ外表面の周囲温度（一般には大気温度）と同一になる。
【００１３】
次に、ポンプ取扱液が高凝固点の液体である場合について、以下に詳述する。ポンプ取扱液が、高凝固点の液体の場合において、キャンドモータポンプの運転中には、ポンプ取扱液は流体であることが前提条件であり、ポンプ取扱液温度は、凝固点以上に加熱されているので、凝固の問題はない。
しかし、キャンドモータポンプが停止中には、ポンプ取扱液に加熱対策を施さなければ、ポンプ取扱液温度が低下し、その液体の凝固点に達すると、ポンプ取扱液が凝固する。
そして、凝固した状態でキャンドモータポンプを再起動すると、ポンプ取扱液の凝固状態にもよるが、完全に凝固している場合には、ロータ５は回転せず、キャンドモータＭは過電流となり、破損の危険がある。
また、半凝固の状態では、ロータ５は回転するが、ポンプ取扱液が高粘性状態となっているために、羽根車２やロータ５などに作用するトルクが上昇し、ロータ５を破損したり、またキャンドモータＭが過電流となる。
【００１４】
そこで、ポンプ取扱液が高凝固点の液体の場合において、キャンドモータＭが停止中には、ポンプ取扱液に加熱対策が必要となるのである。ただし、長期間キャンドモータポンプを停止する場合、必ずしも加熱対策は必要ではない。
その場合には、キャンドモータポンプの再起動直前にポンプ取扱液を加熱して、凝固点以上に昇温すればよい。
【００１５】
また、キャンドモータポンプが運転中には、吸込タンク、吸込配管及び吐出し配管において、たとえ保温しても、これらの外表面から放熱があり、ポンプ取扱液温度が凝固点まで低下する危険があるために、常時加熱するのが一般的である。
【００１６】
したがって、ポンプ取扱液が高凝固点の液体の場合において、キャンドモータポンプが停止中および運転中のいずれにおいても、ポンプ取扱液に加熱対策が必要になるのである。
【００１７】
一般的で安価な加熱対策として、吸込タンク、吸込配管、吐出し配管及びキャンドモータポンプ外表面に加熱用のジャケット１５を設けて、凝固点が７０℃以下では９０℃以上の温水若しくはスチームを、凝固点が７０℃を超える場合には凝固点よりも２０ｄｅｇ（℃）以上高温のスチームを熱源として、これらのジャケット１５内へ供給する方法がある（例えば特開平２−１８８６８７号公報）。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のキャンドモータポンプにおいて、キャンドモータポンプの停止中には、温水若しくはスチームをジャケット１５に供給すれば、ポンプ取扱液が凝固点以上に保持できるので、凝固に関する問題は発生しない。
キャンドモータポンプの運転中には、少なくともキャンドモータポンプ内では、ポンプ取扱液が凝固する危険性がないために、キャンドモータポンプの加熱対策は本来ならば不要である。その理由は次のとおりである。
【００１９】
ポンプ取扱液温度を凝固点以上に保持する必要があるために、吸込タンクは常時加熱し、また、吸込配管及び吐出し配管においても、これらの外表面から放熱があるので、常時加熱している。一方、キャンドモータポンプは、キャンドモータＭの発熱によってキャンドモータＭの巻線温度は、定格出力において、ポンプ取扱液温度に約４０ｄｅｇ（℃）加えた温度になる。換言すれば、キャンドモータＭがキャンドモータポンプ内の液体を加熱しているのである。
【００２０】
そのような状況において、キャンドモータポンプが運転中の場合には、キャンドモータＭにおいて、ステータ１３の外表面から温水やスチームからの入熱があるためにジャケット１５に温水若しくはスチームが供給されない場合と比較して、モータの巻線温度は上昇して、絶縁劣化が加速するために、キャンドモータＭの寿命が短くなるという問題がある。
【００２１】
したがって、本発明の目的は、高凝固点の液体を取り扱うキャンドモータポンプにおいて、液体の凝固を防止するとともに、長寿命のキャンドモータポンプを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャンドモータポンプは、ロータ（５）の一端に羽根車（２）を取付け、羽根車側及び反羽根車側の両側にそれぞれ配設した軸受（９ａ、９ｂ）によって該ロータ（５）を支承したキャンドモータポンプにおいて、ステータ（１３）の外周（１３ａ）に密着させて、密封構造の第１ジャケット（１５）を設け、更に前記第１ジャケット（１５）の外周に、密着させて、密封構造の第２ジャケット（１６）を設けてある。
【００２３】
上述のような構成の本発明のキャンドモータポンプによれば、第２ジャケット（１６）に温水若しくはスチームが供給されることにより液体の凝固を防止でき、第１ジャケット（１５）には、温水若しくはスチームより低温のポンプ取扱液が供給されているために、ステータ（１３）を冷却する効果がある。
すなわち、液体の凝固を防止すると同時に、キャンドモータ（Ｍ）の巻線温度を低下させることによってキャンドモータポンプの長寿命化が達成できる。
【００２４】
前記第１ジャケット（１５）の外筒部（１５ｃ）の内壁中央付近には、前記ステータの外周（１３ａ）に接する突起部（１５ｄ）が形成され、該突起部（１５ｄ）にはロータ（１５）の軸方向に複数の貫通孔（１５ｅ）が形成されている。
【００２５】
そのように構成することによって、キャンドモータポンプが停止した場合には、第２ジャケット（１６）の入口（１６ａ）から流入した温水若しくはスチームの与える熱が、前記突起部（１５ｄ）及びステータ（１３）を介してキャンドモータ内のポンプ取扱液に容易に伝わり、キャンドモータポンプ内に滞留したポンプ取扱液の凝固を容易に防止できるので、ポンプケーシング（１）の内容積が小さな場合には、ポンプケーシング（１）にジャケットを設ける必要がなくなり、製造コストを削減することができる。
【００２６】
また、第１ジャケット（１５）の外筒部（１５ｃ）の長手方向中央付近に前記ステータの外周（１３ａ）に所定の隙間（Ｓ）を持って近接するように凹部（１５ｆ）が形成されている。
【００２７】
そのように構成することによって、キャンドモータポンプが停止した場合には、第２ジャケット（１６）の入口（１６ａ）から流入した温水若しくはスチームの与える熱が、前記凹部（１５ｆ）及びステータ（１３）を介してキャンドモータ内のポンプ取扱液に容易に伝わり、キャンドモータポンプ内に滞留したポンプ取扱液の凝固を容易に防止できるので、ポンプケーシング（１）の内容積が小さな場合には、ポンプケーシング（１）にジャケットを設ける必要がなくなり、製造コストを削減することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態のキャンドモータポンプの構造を示す断面図である。従来例と同一又は相当部分には同じ符号を付して、重複した説明を省略する。
【００２９】
図１において、ステータ１３の外周１３ａに密着させて、密封構造の第１ジャケット１５を設けている。
この第１ジャケット１５には、前記外筒部１５ｃの図示の右端部に、ポンプ取扱液の一部を供給する入口１５ａが、また、図示の左端部に、ジャケット１５内を循環したポンプ取扱液を吐出す出口１５ｂが形成されている。
【００３０】
更に、該第１ジャケットの外筒部１５ｃに密着させて、密封構造の第２ジャケット１６を設けている。
この第２ジャケット１６には前記外筒部１６ｃの図示の左端部に、温水若しくはスチームを供給する入口１６ａが、また、図示の右端部に、ジャケット１６内を循環した温水若しくはスチームを吐出す出口１６ｂが形成されている。
その他の構造に関しては、図４の従来例と同一である。
【００３１】
前記第１ジャケット１５には、高圧部であるポンプ吐出し部などからポンプ取扱液の一部を前記入口１５ａから供給し、前記出口１５ｂから低圧部であるポンプ吸込部などへ戻す。
また、前記第２ジャケット１６には、別源から加熱のための温水若しくはスチームを前記入口１６ａから供給し、出口１６ｂから図示しない回収タンクなどへ戻す。
【００３２】
第１ジャケット１５において、前記入口１５ａの温度は、ほぼポンプ取扱液温度であり、出口１５ｂの温度は、ステータ１３からの入熱に加え、温水若しくはスチームからの入熱があるために上昇する。
【００３３】
ここで、ポンプ取扱液温度、温水及びスチームの温度の関係を見ることにする。
キャンドモータポンプの運転中において、図示しない吸込タンク、吸込配管及び吐出し配管の外表面を保温しても、必ず放熱があるために、ポンプ取扱液温度は低下する。
しかし、ポンプ取扱液は凝固点以上に保持する必要があるので、ポンプ取扱液温度よりも高温にした温水若しくはスチームで加熱する必要がある。即ち、
ポンプ取扱液温度＜温水若しくはスチーム温度
の関係となる。
【００３４】
したがって、キャンドモータポンプの運転において、第２ジャケット１６に温水若しくはスチームが供給されているが、第１ジャケット１５には、温水若しくはスチームより低温のポンプ取扱液が供給されているために、ステータ１３を冷却する効果がある。
【００３５】
以上のように本発明の第１実施形態によれば、液体の凝固を防止すると同時に、キャンドモータＭの巻線温度を低下させることによって、キャンドモータポンプの長寿命化を達成できるのである。
例えば、凝固点が７０℃で、運転中の温度が８０℃のポンプ取扱液において、９０℃の温水で加熱した場合、従来技術のキャンドモータポンプでは、運転中は常時９０℃で加熱される（この時、モータの巻線温度はこの温度；９０℃を超えているのでキャンドモータＭは常時９０℃で冷却される）が、第１実施形態のキャンドモータポンプでは常時８０℃で冷却されるために、キャンドモータの巻線温度を更に低下させることによって、キャンドモータＭの長寿命化を達成できるのである。
【００３６】
また、凝固点が７０℃で、運転中の温度が８０℃のポンプ取扱液において、９０℃の温水で加熱できればよいが、温水循環装置がないために、例えば１５０℃のスチームで加熱せざるを得ない場合に、本発明は著しい効果がある。即ち、この場合、従来構造のキャンドモータポンプでは、運転中は常時１５０℃で加熱されるため、キャンドモータの巻線温度は定格出力において、例えば２００℃以上となるが、上述の本発明の第１実施形態の構造では、キャンドモータの巻線温度は約１５０℃程度にまでしか上昇しない。ステータの外周１３ａと第１ジャケット１５との熱伝達率は、液体であるポンプ取扱液と飽和蒸気であるスチームとでは、約１００：１の比になるので、ポンプ取扱液による冷却効果が高いからである。
したがって、この例においてもキャンドモータＭの巻線温度を低下させることによって、キャンドモータＭの長寿命化を達成することができる。
【００３７】
次に、図２を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図２の第２実施形態は前述の図１の第１実施形態に対して、第１ジャケット１５の構造のみを変えた例である。相違点のみについて説明する。
【００３８】
図２において、第１ジャケット１５の外筒部１５ｃの内壁中央付近には、前記ステータの外周１３ａに接する突起部（熱伝導部）１５ｄが形成されている。該突起部１５ｄには、ロータ１５の軸方向に複数の貫通孔１５ｅが形成されている。
そして、該複数の貫通孔１５ｅは、前記突起部１５ｄで図２では左右に二分されたジャケットの内空部３５を連通している。
【００３９】
そのように構成することによって、キャンドモータポンプが停止した場合には、第２ジャケット１６の入口１６ａから流入した温水若しくはスチームの与える熱が、前記突起部１５ｄ及びステータ１３を介してキャンドモータ内のポンプ取扱液に容易に伝わる。
【００４０】
そのように構成することによって、キャンドモータポンプの停止時に、キャンドモータポンプ内に滞留したポンプ取扱液の凝固を容易に防止できるので、ポンプケーシング１の内容積が小さな場合には、ポンプケーシング１にジャケットを設ける必要がなくなり、製造コストを削減することができる。
【００４１】
次に、図３を参照して本発明の第３実施形態を説明する。
図３の第３実施形態は前述の図１の第１実施形態に対して、第１ジャケット１５の構造のみを変えた例である。相違点のみについて説明する。
【００４２】
図３において、第１ジャケット１５の外筒部１５ｃの長手方向中央付近に、前記ステータの外周１３ａに所定の隙間Ｓを持って近接するように、凹部１５ｆが形成されている。
【００４３】
そのように構成することによって、キャンドモータポンプが停止した場合には、第２ジャケット１６の入口１６ａから流入した温水若しくはスチームの与える熱が、前記凹部１５ｆ及びステータ１３を介してキャンドモータＭ内のポンプ取扱液に容易に伝わる。
【００４４】
また、そのように構成することによって、図２で説明した第２実施形態の効果と同様に、キャンドモータポンプの停止時に、キャンドモータポンプ内に滞留したポンプ取扱液の凝固を、容易に防止できるので、ポンプケーシング１の内容積が小さな場合には、ポンプケーシング１にジャケットを設ける必要がなくなり、製造コストを削減することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列記する。
（１）　第２ジャケットに温水若しくはスチームが供給されることにより液体の凝固を防止でき、第１ジャケットには、温水若しくはスチームより低温のポンプ取扱液が供給されているために、ステータを冷却する効果がある。すなわち、液体の凝固を防止すると同時に、キャンドモータの巻線温度を低下させることによってキャンドモータポンプの長寿命化が達成できる。
（２）　第１ジャケットの外筒部の内壁中央付近で、前記ステータの外周に接する突起部を形成することによって、キャンドモータポンプが停止した場合には、第２ジャケットの入口から流入した温水若しくはスチームの与える熱が、前記突起部及びステータを介してキャンドモータ内のポンプ取扱液に容易に伝わり、キャンドモータポンプ内に滞留したポンプ取扱液の凝固を容易に防止できるので、ポンプケーシングの内容積が小さな場合には、ポンプケーシングにジャケットを設ける必要がなくなり、製造コストを削減することができる。
（３）　第１ジャケットの外筒部の長手方向中央付近で、前記ステータの外周に所定の隙間を持って近接するように、凹部を形成することによって、キャンドモータポンプが停止した場合には、第２ジャケットの入口から流入した温水若しくはスチームの与える熱が、前記凹部及びステータを介してキャンドモータ内のポンプ取扱液に容易に伝わり、キャンドモータポンプ内に滞留したポンプ取扱液の凝固を容易に防止できるので、ポンプケーシングの内容積が小さな場合には、ポンプケーシングにジャケットを設ける必要がなくなり、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のキャンドモータポンプの構造を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態のキャンドモータポンプの要部の構造を示す部分断面図。
【図３】本発明の第３実施形態のキャンドモータポンプの要部の構造を示す部分断面図。
【図４】従来技術のキャンドモータポンプの構造を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・ポンプケーシング
２・・・羽根車
３・・・ケーシングカバー
５・・・ロータ
６・・・ディスタンスピース
７ａ、７ｂ・・・スラスト板
８ａ、８ｂ・・・軸スリーブ
９ａ、９ｂ・・・軸受
１０・・・回転子
１１・・・エンドカバー
１２ａ、１２ｂ・・・キャン
１３・・・ステータ
１４・・・貫通孔
１５・・・第１ジャケット
１６・・・第２ジャケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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