(57)【要約】【課題】キャンドモータポンプなど、モータ内にポンプの取扱い液が浸入するモータポンプにおいて、ポンプ内の取扱い液を主流路に戻す注入管をなくして外形を小さくし、また、軸受の潤滑、冷却を効率よく行う。【解決手段】遠心ポンプ１２を納めるポンプケーシング１６と、キャンドモータ１４を納めるモータケーシング１８が結合され一体となっている。遠心ポンプ１２から吐出した取扱い流体は、ステータ２８を納める内部ケース２０とモータケーシング１８の間の主流路４０を流れる。ロータ２２を納めるキャン２４内を流れる取扱い流体は、ポンプケーシング内で合流する。シャフト３２を支持する後軸受３８の近傍に補助インペラ４４を配置し、キャン内に流れを形成する。【選択図】図１
2005344696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心ポンプとこれを駆動する電気モータが一体に設けられ、前記電気モータは前記遠心ポンプのケーシングと一体となったモータケーシングに納められるモータポンプであって、
前記遠心ポンプの吐出した取扱い流体は、前記モータケーシングの内側を流れ、
前記電気モータのシャフトを支持する軸受の少なくとも一つの近傍には、当該軸受を通過する取扱い流体の流れを形成するインペラが配置される、
モータポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータポンプであって、前記電気モータは、その内部に取扱い流体が浸入するウエットモータである、モータポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載のモータポンプであって、
前記電気モータのロータを納め、内部が取扱い液で満たされるキャンと、
前記モータケーシングの内側に配置され、前記キャンと共に前記電気モータのステータを、内部に取扱い液が浸入しないようにして納める内部ケースと、
を有する、
モータポンプ。
【請求項４】
遠心ポンプとこれを駆動する電気モータが一体に設けられたモータポンプであって、
前記遠心ポンプの吐出した取扱い流体の一部が前記電気モータ内に浸入し、
前記電気モータのシャフトを支持する軸受の、遠心ポンプ側の軸受の近傍に、当該軸受を通過する取扱い流体の流れを形成するインペラが配置される、
モータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ポンプと電気モータ（以下単にモータと記す）が一体に設けられ、遠心ポンプの吐出する取扱い流体の少なくとも一部が、前記モータの内部に送られるモータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプとモータが一体に設けられ、この遠心ポンプの吐出する取扱い流体の少なくとも一部が電気モータ内部に浸入し、この取扱い流体が、モータの冷却、モータのシャフトの軸受の潤滑などを行うモータポンプが知られている。このようなモータポンプとして、ウエットポンプ、キャンドモータポンプが知られているが、下記特許文献１には、キャンドモータポンプが示されている。この文献に記載されたキャンドモータポンプは、キャン内に浸入した取扱い流体は、モータ後端、すなわち遠心ポンプと反対側の端より、注入管によりポンプ吐出管に戻される。シャフトの後端には、インペラが設けられ、キャン内を通過する取扱い流体の圧力損失を補っている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２００２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の公報に記載されたキャンドモータポンプにおいては、キャン内を通過した取扱い流体を吐出管に戻す注入管が、モータの外部に露出した配管として設けられている。このため、配管の取り回しのための空間が必要であり、モータポンプ全体の外形が大きくなる。また、インペラがシャフトの後端に設けられており、負荷の高いシャフト前端の軸受を効率よく冷却することができない。
【０００５】
本発明は、注入管を不要とし、外形を小さくできるモータポンプを提供することを一つの目的とする。また、モータの前端の軸受を効率よく冷却することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるモータポンプは、遠心ポンプとこれを駆動する電気モータが一体に設けられ、前記電気モータは前記遠心ポンプのケーシングと一体となったモータケーシングに納められるモータポンプであって、前記遠心ポンプの吐出した取扱い流体は、前記モータケーシングの内側を流れ、前記電気モータのシャフトを支持する軸受の少なくとも一つの近傍には、当該軸受を通過する取扱い流体の流れを形成するインペラが配置されている。
【０００７】
遠心ポンプの吐出した取扱い流体を、モータケーシング内部に流すので、外部配管である注入管を必要としない。また、軸受近傍にインペラが配置されるので、軸受に効率よく取扱い流体が供給され、良く冷却される。また、インペラは、遠心ポンプに近い側の軸受近傍に設けることが好適である。この軸受は、遠心ポンプに発生するスラストを受けており、負荷が大きく、発熱も多い。よって、この軸受を積極的に冷却することが好ましい。
【０００８】
本発明にかかる他のモータポンプは、遠心ポンプとこれを駆動する電気モータが一体に設けられたモータポンプであって、前記遠心ポンプの吐出した取扱い流体の一部が前記電気モータ内に浸入し、前記電気モータのシャフトを支持する軸受の、遠心ポンプ側の軸受の近傍に、当該軸受を通過する取扱い流体の流れを形成するインペラが配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態のキャンドモータポンプ１０の概略構造を示す断面図である。キャンドモータポンプ１０は、３段の遠心ポンプ１２と、これを回転駆動するキャンドモータ１４を有し、遠心ポンプ１２を下側にして軸線が上下方向となるように設置されている。遠心ポンプ１２はポンプケーシング１６に、またキャンドモータ１４はモータケーシング１８に納められている。これらのケーシング１６，１８は、後述する内部ケース２０を介して一体に結合されている。キャンドモータ１４のロータ２２は、キャン２４内に納められており、キャン２４内には、遠心ポンプ１２が吐出した取扱い流体の一部が導入路２６を介して導かれる。ロータ２２の周囲には、キャン２４を挟んでモータのステータ２８が配置され、このステータ２８は、キャン２４と内部ケース２０に、取扱い流体が内部に浸入しないように納められている。内部ケース２０にはフランジが設けられ、このフランジをポンプケーシング１６とモータケーシング１８で挟み込むようにして、これらが一体となっている。また、内部ケース２０のフランジには、端子箱３０が接続され、ここから電線を介してステータ２８に電力が供給される。
【００１０】
遠心ポンプ１２とキャンドモータ１４の共通のシャフト３２は、遠心ポンプ１２とキャンドモータ１４の隔壁３４に設けられた前軸受３６と、遠心ポンプ１２の側とは反対側の端である後端に設けられた後軸受３８により回動可能に支持されている。
【００１１】
遠心ポンプ１２から吐出された取扱い流体は、モータケーシング１８と内部ケース２０の間に形成された主流路４０を流れ、モータケーシング１８の上側の端に設けられた吐出口４２より送り出される。遠心ポンプ１２から吐出された取扱い流体の一部は、前述のように導入路２６よりキャン２４内に送られる。このとき前軸受３６を通過して流れ、前軸受３６の潤滑および冷却が行われる。キャン２４内の取扱い流体は、後端に向けて流れ、後端付近には後軸受３８のすぐ下側に補助インペラ４４が配置されており、これらを通過してシャフト後端付近でシャフト主流路４０と合流して、吐出口４２に向かう。補助インペラ４４は、シャフト３２により駆動され、取扱い流体の後軸受３８を通過する流れを形成する。取扱い流体が後軸受３８を通過する際に、この軸受の潤滑および冷却が行われる。
【００１２】
キャン２４内の流路はロータ２２、軸受３６，３８などにより流路抵抗が大きく、ロータ２２、軸受３６，３８の冷却を十分行うためには、流量が少ない場合がある。本願のキャンドモータポンプ１０は、前述のようにシャフト３２の後端付近に補助インペラ４４を設けて、キャン２４内の流量を増加させている。また、モータケーシング１８の内側に主流路４０を形成したことにより、キャン２４内からの取扱い流体とモータケーシング１８内で合流するようになり、キャン内を通過した流体を主流路に戻すための注入管は必要がない。
【００１３】
図２、図３は、キャンドモータポンプ１０の変形例であり、シャフト３２の後端付近に設けられた補助インペラの配置が図１の場合と異なっている。図２の補助インペラ４６は、後軸受３８より後端側（図中上側）に配置され、図３は、後軸受３８を挟むように二つの補助インペラ４８，５０を配置した例である。補助インペラの配置は、軸受の冷却に関する要求などから定まるキャン内を通過する流量に基づき定めることができる。
【００１４】
図４は、他の実施形態のウエットモータポンプ６０の概略構造を示す断面である。図１のキャンドモータポンプ１０と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。この実施形態においては、モータとして、ロータ２２およびステータ２８が全て取扱い液に浸漬するウエットモータ６２が採用されている。多段の遠心ポンプ１２が吐出した取扱い流体は、ポンプケーシング１６に直接結合されて一体となるモータケーシング６４の内側を流れ吐出口４２に向けて流れる。取扱い流体は、全てウエットモータ６２内を流れて吐出口４２より吐出されるので、注入管は不要である。補助インペラ４４は、後軸受３８に対して流体を送り、冷却をより促進する機能を有する。また、補助インペラの配置は、図２，図３の変形例を採用することもできる。
【００１５】
図５は、さらに他の実施形態のキャンドモータポンプ７０の概略構造を示す断面図である。図１のキャンドモータポンプ１０と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。この実施形態においては、モータとしてキャンドモータ７２を採用している。キャンドモータ７２の構成において、図１のキャンドモータ１４と異なる点は、補助インペラの配置である。本実施形態のキャンドモータ７２では、補助インペラ７４が前軸受３６の近傍に設けられ、シャフト３２の回転により前軸受３６を通過する取扱い流体の流れを作り出す。キャンドモータポンプ１０の場合と同様に、補助インペラ７４によりキャン内の流量を増加させることができる。また、シャフト３２に加わるスラストを受け、負荷の大きい前軸受３６に対して、積極的に取扱い流体の流れを形成するようにして冷却を促進している。また、キャン内を通過した取扱い流体を主流路に戻すための注入管が不要である。
【００１６】
図６、図７は、キャンドモータポンプ７０の変形例であり、前軸受３６付近に設けられた補助インペラの配置が図５の場合と異なっている。図６の補助インペラ７６は、前軸受３６より前端側（図中下側）に配置され、図７は、前軸受３６を挟むように二つの補助インペラ７８，８０を配置した例である。補助インペラの配置は、軸受の冷却に関する要求などから定まるキャン内を通過する流量に基づき定めることができる。
【００１７】
図８は、さらに他の実施形態のウエットモータポンプ９０の概略構造を示す断面である。図１のキャンドモータポンプ１０または図４のウエットモータポンプ６０と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。この実施形態においては、モータとして、ウエットモータ９２が採用されている。多段の遠心ポンプ１２が吐出した取扱い流体は、ポンプケーシング１６に直接結合されて一体となるポンプケーシング６４の内側を流れ吐出口４２に向けて流れる。取扱い流体は、全てウエットモータ９２内を流れて吐出口４２より吐出されるので、注入管は不要である。補助インペラ７４は、前軸受３６に対して流体を送り、冷却をより促進する機能を有する。また、シャフト３２に加わるスラストを受け、負荷の大きい前軸受３６に対して、積極的に取扱い流体の流れを形成するようにして冷却を促進している。また、補助インペラの配置は、図６，図７の変形例を採用することもできる。
【００１８】
図９は、更に他の実施形態のキャンドモータポンプ１００の概略構成を示す断面図である。３段の遠心ポンプ１０２はポンプケーシング１０４に、キャンドモータ１０６はモータケーシング１０８に納められ、これらのケーシング１０４，１０８が結合されて一体となっている。本実施形態のキャンドモータポンプ１００は、主流路の吐出口１１０が側方に設けられている。キャン１１２内には、導入路１１４より取扱い流体が導かれ、前軸受１１６、ロータ１１８、後軸受１２０を通過して、後端排出口１２２に向かい、ここからキャンドモータポンプ本体の外部に配置される注入管（不図示）によって、主流路に戻される。二つの軸受１１６，１２０は、遠心ポンプ１０２とキャンドモータ１０６の共通のシャフト１２４を回転可能に支持している。
【００１９】
シャフト１２４の前軸受１１６付近には、補助インペラ１２６が配置され、シャフトと共に回転する。補助インペラ１２６は、前軸受１１６を通過する取扱い流体の流れを形成し、キャン１１２内の流量を増加している。また、シャフト１２４に加わるスラストを受け、負荷の大きい前軸受１１６に対して、積極的に取扱い流体の流れを形成するようにして冷却を促進している。また、補助インペラの配置は、図６，図７の変形例を採用することもできる。
【００２０】
図１０は、さらに他の実施形態のウエットモータポンプ１３０の概略構造を示す断面である。図９のキャンドモータポンプ１００と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。この実施形態においては、モータとして、ウエットモータ１３２が採用されている。多段の遠心ポンプ１０２が吐出した取扱い流体のほとんどが吐出口１１０より吐出され、一部が導入路１１４にて、ポンプケーシング１０４に直接結合されて一体となるモータケーシング１０８の内側を流れ後端排出口１２２に向けて流れる。そして、ここからキャンドモータポンプ本体の外部に配置される注入管（不図示）によって、主流路に戻される。
【００２１】
シャフト１２４の前軸受１１６付近には、補助インペラ１２６が配置され、シャフトと共に回転する。補助インペラ１２６は、前軸受１１６を通過する取扱い流体の流れを形成し、キャン１１２内の流量を増加している。また、シャフト１２４に加わるスラストを受け、負荷の大きい前軸受１１６に対して、積極的に取扱い流体の流れを形成するようにして冷却を促進している。また、補助インペラの配置は、図６，図７の変形例を採用することもできる。
【００２２】
以上の実施形態においては、補助インペラは、前後の軸受のいずれかの近傍に配置したが、両方の軸受に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態のキャンドモータポンプの断面図である。
【図２】図１のキャンドモータポンプの変形例を示す図である。
【図３】図１のキャンドモータポンプの他の変形例を示す図である。
【図４】他の実施形態であるウエットモータポンプの断面図である。
【図５】さらに他の実施形態であるキャンドモータポンプの断面図である。
【図６】図５のキャンドモータポンプの変形例を示す図である。
【図７】図５のキャンドモータポンプの他の変形例を示す図である。
【図８】さらに他の実施形態であるウエットモータポンプの断面図である。
【図９】さらに他の実施形態であるキャンドモータポンプの断面図である。
【図１０】さらに他の実施形態であるウエットモータポンプの断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０，７０，１００  キャンドモータポンプ、１２，１０２  遠心ポンプ、１４，７２，１０６  キャンドモータ、１６  ポンプケーシング、１８，６４  モータケーシング、２０  内部ケース、２４  キャン、３２  シャフト、３６，１１６  前軸受、３８，１２０  後軸受、４０  主流路、４２  吐出口、４４，４６，４８，５０，７４，７６，７８，８０，１２６  補助インペラ、６０，９０，１３０  ウエットモータポンプ、６２，９２，１３２  ウエットモータ。
【図１】
2005344696.tif 000003
【図２】
2005344696.tif 000004
【図３】
2005344696.tif 000005
【図４】
2005344696.tif 000006
【図５】
2005344696.tif 000007
【図６】
2005344696.tif 000008
【図７】
2005344696.tif 000009
【図８】
2005344696.tif 000010
【図９】
2005344696.tif 000011
【図１０】
2005344696.tif 000012