(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にモータステータを収容したモータフレームと、該モータフレームの外側に設けられ該モータフレームとの間に取扱流体が流れる環状空間を形成する外筒とを備えたキャンドモータポンプであって、
主軸の一方の端部には、吸込口から前記環状空間に取扱液を導く吸込側ケーシングと、前記取扱液を昇圧する羽根車とを設け、
主軸の他方の端部には、前記環状空間からの取扱液を吐出口に導く吐出側ケーシングを設け、
前記吐出側ケーシングの吐出口に連通する吐出空間とは分離されたロータ室を形成し、
前記ロータ室内の取扱液を前記吐出空間の取扱液とは別に排出するドレン配管を前記ロータ室に接続し、
前記ロータ室は、前記主軸の他方の端部と前記吐出側ケーシングの内面とを接続する筒状部材と、前記吐出側ケーシングの内面の一部とにより形成され、
前記筒状部材は、前記吐出側ケーシングの内面に弾性体を介して当接することを特徴とするキャンドモータポンプ。
【請求項２】
前記筒状部材の外周面には、前記ロータ室の内部空間を前記吐出空間に連通させる小径孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載のキャンドモータポンプ。
【請求項３】
前記ドレン配管を前記吸込側ケーシングの吸込口に接続したことを特徴とする請求項１または２に記載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、キャンドモータポンプに係り、特にキャンドモータの外周部に環状の流路を形成して取扱液が流れる環状空間を設けた全周流型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】
従来からモータの外周部に環状の流路を形成して取扱液が流れるようにした全周流型ポンプが知られている。このような全周流型ポンプはキャンドモータポンプの一種であり、内部にモータステータを収容したモータフレームと、モータフレームの外側に設けられ該モータフレームとの間に取扱流体が流れる環状空間を形成する外筒とを備えている。モータフレーム内にはキャンドモータが配置され、ロータは軸受によって回転支持される。
【０００３】
このような全周流型キャンドモータポンプでは、羽根車において昇圧された取扱液を上記環状空間に導いた後、吐出側ケーシングの吐出口から吐出し、環状空間を流れる取扱液によりキャンドモータを冷却している。また、取扱液の一部をロータとステータとの間の小さなギャップに循環させて、モータの冷却と軸受の潤滑を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、全周流型キャンドモータポンプにおいては、環状空間を流れる取扱液によりキャンドモータを冷却すると共に、ロータとステータとの間の小さなギャップに取扱液の一部を循環させてモータの冷却及び軸受の潤滑を行っている。しかしながら、純水用途のポンプでは、ロータの周囲に微粒子や溶出イオンが蓄積し、これらがある時点で大量に流出することで、吐出口から吐出される取扱液の純水レベルが確保されず問題となることがある。また、取扱液に小さな気泡または溶存ガスが含まれる場合、ポンプの連続運転時間の経過と共に遠心分離作用によってロータの周囲に空気が滞留し、軸受の潤滑不良による破損を引き起こすことがある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ロータの周囲における微粒子や溶出イオンの蓄積及び空気の滞留を防止することができ、万が一、軸受が破損した場合でも、ポンプから吐出される取扱液に破損した軸受の破片が混入することを防止できるキャンドモータポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の一態様は、内部にモータステータを収容したモータフレームと、該モータフレームの外側に設けられ該モータフレームとの間に取扱流体が流れる環状空間を形成する外筒とを備えたキャンドモータポンプであって、主軸の一方の端部には、吸込口から上記環状空間に取扱液を導く吸込側ケーシングと、上記取扱液を昇圧する羽根車とを設け、主軸の他方の端部には、上記環状空間からの取扱液を吐出口に導く吐出側ケーシングを設け、上記吐出側ケーシングの吐出口に連通する吐出空間とは分離されたロータ室を形成し、上記ロータ室内の取扱液を上記吐出空間の取扱液とは別に排出するドレン配管を上記ロータ室に接続し、上記ロータ室は、上記主軸の他方の端部と上記吐出側ケーシングの内面とを接続する筒状部材と、上記吐出側ケーシングの内面の一部とにより形成され、上記筒状部材は、上記吐出側ケーシングの内面に弾性体を介して当接することを特徴とするキャンドモータポンプである。
【０００７】
このような構成により、ロータの周囲に蓄積した微粒子や溶出イオンは吐出空間の取扱液とは別に外部に排出されるので、吐出側ケーシングの吐出口から吐出される取扱液の純水レベル等を確保することができる。また、ロータの周囲に空気が滞留することが防止されるため、軸受の潤滑不良による破損を防止することができる。更に、万が一、これらの軸受が破損した場合でも、吐出側ケーシングの吐出口から吐出される取扱液に破損した軸受の破片が混入するのを防止することができる。
【０００９】
本発明の好ましい一態様は、上記筒状部材の外周面には、上記ロータ室の内部空間を上記吐出空間に連通させる小径孔を形成したことを特徴としている。この小径孔を介してポンプの据付や水張りのときにロータ室内の空気を抜くことができる。
【００１１】
本発明の好ましい一態様は、上記ドレン配管を上記吸込側ケーシングの吸込口に接続したことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るキャンドモータポンプの実施形態について図１及び図２を参照して詳細に説明する。なお、図１及び図２において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるキャンドモータポンプを示す縦断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る全周流型キャンドモータポンプは、内部にモータ固定子を収容するモータフレーム１と、モータフレーム１の外側に設けられモータフレーム１との間に取扱流体が流れる環状空間５０を形成する外筒２とを備えている。モータフレーム１と外筒２とは、ステンレス鋳鋼からロストワックス鋳造法によりリブ３を介して一体となるよう成形されている。
【００１４】
モータフレーム１の内部にはステータ４が焼き嵌めされ、モータフレーム１の軸方向開放端にはモータフレーム側板５が密封溶接されている。ステータ４の内周部には、ステンレス薄板製のステータキャン６が嵌着され、ステータキャン６はモータフレーム１及びモータフレーム側板５に密封溶接されている。
【００１５】
ステータ４の内側には、ロータ７が回転可能に収容されている。ロータ７は主軸１０に焼き嵌めにて固定され、ロータキャン１１とロータ側板１２，１２及び主軸１０を密封溶接することにより、ロータ７を取扱流体による腐食から保護している。なお、ロータキャン１１、ロータ側板１２，１２、主軸１０の材料はステンレス鋼である。
【００１６】
主軸１０は両端部においてモータフレーム１及びモータフレーム側板５に設置された軸受によって支承され、主軸１０の一端には羽根車１３が固定されている。羽根車１３はステンレス鋳鋼による鋳造成形品である。
【００１７】
次に、羽根車１３と反対側に設けられた反スラスト荷重側の軸受周辺部について説明する。軸受ブラケット２０には、ラジアル軸受２１と固定側スラスト軸受２２が設けられている。ラジアル軸受２１の端面は、まれに発生する逆方向スラスト荷重を支える固定側スラスト軸受としての機能も付与されている。
【００１８】
ラジアル軸受２１と固定側スラスト軸受２２を挟んで両側には、正方向のスラスト荷重を支える回転側正方向スラスト軸受２３と、逆方向のスラスト荷重を支える回転側逆方向スラスト軸受２４が設けられている。２つのスラスト軸受２３，２４は各々スラストディスク２５，２６に焼き嵌め固定されており、２つのスラストディスク２５，２６は、ラジアル軸受と摺動部を構成するスリーブ２７を間に挟んで、主軸１０の端部に設けられたダブルナット２８によって固定されている。
【００１９】
上記軸受ブラケット２０はモータフレーム側板５に設けられたいんろう５ａに弾性材からなるガスケット３０を介して挿入されている。また、軸受ブラケット２０はこのガスケット３０を介してモータフレーム側板５に当接している。なお、スラスト軸受２２，２３，２４、ラジアル軸受２１及びスリーブ２７の材料は、セラミック材料の一種であるシリコンカーバイド（ＳｉＣ）であり、軸受ブラケット２０及びスラストディスク２５，２６の材料はステンレス鋼である。
【００２０】
次に羽根車側に設けられたスラスト荷重側の軸受周辺部について説明する。軸受ブラケット３１にはラジアル軸受３２が設けられており、モータフレーム１のいんろう１ａに弾性材からなるＯリング３３を介して挿入されている。ラジアル軸受３２と摺動部を構成するスリーブ３４は座金３５及び羽根車１３を介して主軸１０の端部に設けられたナット３６によって固定されている。
【００２１】
外筒２の軸方向両端部には、取付部品との同軸度を確保するためのいんろう２ａ，２ａ及びボルト締結用のボルト座２ｂ，２ｂが設けてあり、Ｏリング３８，３８を介してステンレス鋳鋼製の吸込側ケーシング４０及び吐出側ケーシング４１が固定されている。これらのケーシング４０，４１は、ステンレス鋳鋼からロストワックス鋳造法により成形されている。
【００２２】
羽根車１３と反対側の端部には、モータフレーム側板５と吐出側ケーシング４１の内面とを接続する筒状部材６０が設けられている。この筒状部材６０は弾性体６１を介して吐出側ケーシング４１の内面に当接している。この筒状部材６０と吐出側ケーシング４１の内面の一部によってロータ室５１が形成されている。このロータ室５１の内部空間は、吐出側ケーシング４１の吐出口４１ａに連通する吐出空間５２と上記筒状部材６０によって分離されている。また、このロータ室５１には、バルブ６２を備えたドレン配管６３が接続されている。
【００２３】
吸込側ケーシング４０の吸込口４０ａから吸い込まれた取扱液は、羽根車１３によって昇圧された後、モータフレーム１と外筒２との間の環状空間５０に導かれる。この環状空間５０に導かれた取扱流体は、ステータ４の外周部を効果的に冷却する。環状空間５０を流れた取扱液は吐出空間５２を通って吐出側ケーシング４１に導かれ、吐出側ケーシング４１の吐出口４１ａから吐出される。
【００２４】
また、一部の取扱流体は軸受２１，２２，２３，２４，３２及びスリーブ２７，３４の潤滑及び冷却を行い、同時にステータ４の内周部とロータ７を冷却し、上述したロータ室５１に至る。ロータ室５１の取扱液は、ドレン配管６３を通って、吐出空間５２の取扱液とは別に外部に排出される。従って、ロータの周囲に蓄積した微粒子や溶出イオンは、吐出空間５２の取扱液とは別に外部に排出されることとなり、吐出側ケーシング４１の吐出口４１ａから吐出される取扱液の純水レベル等を確保することができる。また、ロータの周囲に空気が滞留することが防止されるため、軸受２１，２２，２３，２４，３２の潤滑不良による破損を防止することができる。更に、万が一、これらの軸受が破損した場合でも、吐出側ケーシング４１の吐出口４１ａから吐出される取扱液に破損した軸受の破片が混入するのを防止することができる。なお、微粒子や空気の混入の度合いに応じてドレン配管６３のバルブ６２を調整することが好ましい。
【００２５】
ここで、筒状部材６０の外周面には周方向の複数箇所に小径孔６０ａが形成されており、この小径孔６０ａを介してポンプの据付や水張りのときにロータ室５１内の空気を抜くことができる。なお、この孔６０ａは小径であるため、ロータの周囲に蓄積した微粒子や溶出イオンがこの小径孔６０ａを通って吐出空間５２に流出することはほとんどなく、上述したように吐出側ケーシング４１の吐出口４１ａから吐出される取扱液の純水レベル等を確保することができる。
【００２６】
純水用途では長期間ノンストップで連続運転されることが多く、ロータの周囲に空気が滞留しやすいため、本発明に係る全周型キャンドモータポンプは、比較的低揚程の２次純水用ポンプなどの用途に好適である。
【００２７】
図２は、本発明の第２の実施形態におけるキャンドモータポンプを示す縦断面図である。本実施形態においては、ロータ室５１に接続されたドレン配管６４の他端が吸込側ケーシング４０の吸込口４０ａに接続されている。このドレン配管６４にはバルブ６５及び接続用のユニオン６６が設置されている。このような構成のキャンドモータポンプにおいては、ロータ室５１から排出された取扱液が再度ポンプ内に導入される。ロータの周囲における空気の滞留による軸受の潤滑不良を防止する目的だけであれば、本実施形態のように、ロータ室５１に接続されたドレン配管６４の他端を吸込側ケーシング４０の吸込口４０ａに接続することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、ドレン配管６４から排出された取扱液に含まれる空気が再度ポンプに流入することとなるが、この空気の大部分は環状空間５０を通って吐出口４１ａへ送られ、再度ロータ室５１に流入する空気は少ないため、ロータの周囲に悪影響を与えることはない。
【００２９】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ロータの周囲に蓄積した微粒子や溶出イオンは吐出空間の取扱液とは別に外部に排出されるので、吐出側ケーシングの吐出口から吐出される取扱液の純水レベル等を確保することができる。また、ロータの周囲に空気が滞留することが防止されるため、軸受の潤滑不良による破損を防止することができる。更に、万が一、これらの軸受が破損した場合でも、吐出側ケーシングの吐出口から吐出される取扱液に破損した軸受の破片が混入するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるキャンドモータポンプを示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるキャンドモータポンプを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    モータフレーム
１ａ  いんろう
２    外筒
２ａ    いんろう
２ｂ    ボルト座
３    リブ
４    ステータ
５    モータフレーム側板
５ａ  いんろう
６    ステータキャン
７    ロータ
１０    主軸
１１    ロータキャン
１２    ロータ側板
１３    羽根車
２０，３１    軸受ブラケット
２１    ラジアル軸受
２２，２３，２４    スラスト軸受
２５，２６    スラストディスク
２７，３４    スリーブ
２８    ダブルナット
３０    ガスケット
３２    ラジアル軸受
３３，３８    Ｏリング
３５    座金
３６    ナット
４０    吸込側ケーシング
４０ａ  吸込口
４１    吐出側ケーシング
４１ａ  吐出口
５０    環状空間
５１    ロータ室
５２    吐出空間
６０    筒状部材
６１    弾性体
６２，６５    バルブ
６３，６４    ドレン配管
６６    ユニオン
【図１】
0003942428.tif 000002
【図２】
0003942428.tif 000003