【事件の表示】
　特許第５７３１１６６号発明「低温液化ガス用ポンプ」の特許異議申立事件について，次のとおり決定する。
【結　論】
　特許第５７３１１６６号の明細書，特許請求の範囲を訂正請求書に添付された訂正明細書，特許請求の範囲のとおり，訂正後の請求項［１〜２］について訂正することを認める。
　特許第５７３１１６６号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
第１．手続の経緯
 　特許第５７３１１６６号の請求項１〜２に係る特許についての出願は，平成２２年１０月２９日の特許出願であって，平成２７年　４月１７日にその特許権の設定登録がされた。これらの特許について，特許異議申立人　佐藤早苗により特許異議の申立てがあり，平成２８年　１月２１日付けで取消理由が通知され，その指定期間内である平成２８年　３月２５日に特許権者により意見書の提出及び訂正の請求があり，その後，平成２８年　５月１２日に特許異議申立人により意見書が提出されたところである。
第２．訂正の適否についての判断
１．訂正の内容
 　平成２８年　３月２５日付けの訂正請求（以下，「本件訂正請求」という。）による訂正の内容は以下の訂正事項１〜２のとおりである。
（１）訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１に，「上記モータが存在するモータ用空間は，密閉された密閉空間であり，耐圧の圧力密閉空間に形成されている」とあるのを，「上記モータが存在するモータ用空間は，ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが，インペラによって動力が与えられて排出されるときに，行き止まりとなったモータの方には入らないようにし，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための密閉された密閉空間であり，耐圧の圧力密閉空間に形成されている」に訂正する（請求項１の記載を引用する請求項２も同様に訂正する。）。
（２）訂正事項２
　願書に添付した明細書の段落【００２２】【００２４】にそれぞれ記載された「上記モータが存在するモータ用空間は，密閉された密閉空間であり，耐圧の圧力密閉空間に形成されている」とあるのを，「上記モータが存在するモータ用空間は，ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが，インペラによって動力が与えられて排出されるときに，行き止まりとなったモータの方には入らないようにし，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための密閉された密閉空間であり，耐圧の圧力密閉空間に形成されている」に訂正する。
２．訂正要件についての判断
（１）訂正事項１，２は，請求項１，２の訂正に係るものであるところ，請求項２は請求項１の記載を引用する関係にあるので，本件訂正請求は，一群の請求項に係るものである。
（２）訂正事項１
ア．訂正の目的について
　訂正前の請求項１にかかる特許発明は，「モータが存在するモータ用空間」について，「密閉された密閉空間であり，耐圧の圧力密閉空間に形成されている」ことを特定している。これに対して訂正後の請求項１は，「上記モータが存在するモータ用空間は，ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが，インペラによって動力が与えられて排出されるときに，行き止まりとなったモータの方には入らないようにし，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを「存在させるよう保つための密閉された密閉空間であり，耐圧の圧力密閉空間に形成されている」の記載により，訂正後の請求項１に係る発明（以下「訂正発明１」という）における「モータが存在するモータ用空間」の密閉状態を，より限定するものである。したがって，訂正事項１は，特許法第１２０条の５第２項ただし書第１号に規定される特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
イ．新規事項の有無
　明細書には，第１実施形態に係る説明として，段落【００４４】には，「このような構造により，低温液化ガスは，図面最下部のインデューサ１０部分よりポンプの内部に引き込まれ，インペラ２によって動力が与えられ，吐出部８から排出される。ポンプの内部に入った低温液化ガスは，吐出部しか出口がなく，密閉空間１４で行き止まりとなっているモータ１の方には入って行かない。」との記載がなされており，段落【００４５】には，「このように，熱の自然対流のように冷気は下がり暖気は上がる性質と，低温の液化ガスがモータ１の方に入らないことから，例えば，下部インペラ２を含むポンプ構造部が低温部，中間の熱調整部１１が低温〜常温，上部のモータ１部が常温と分けることができるのである。」との記載がなされており，段落【００４６】には，「このようにすることにより，インペラ２を収容するインペラ用空間９内は，導入流路６から導入されて吐出部８に向かって流れる低温液化ガスで満たされる。例えば−１５０℃以下に保たれ，液相の状態が維持される。一方，モータ１を収容するモータ用空間５内は，常温に近い温度，例えば−２０℃以上に保たれる。これにより，低温液化ガスが気化したガスで満たされ，気相の状態が維持される。」との記載がなされている。
　当該訂正事項１は，この第１実施形態に基づいて導き出される構成であって，願書に添付した明細書，特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内のものであるから，特許法第１２０条の５第９項で準用する特許法第１２６条第５項の規定に適合するものである。
ウ．実質上特許請求の範囲を拡張し，又は変更する訂正ではないこと
　訂正事項１は，「密閉された密閉空間」という発明特定事項を概念的により下位の「ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが，インペラによって動力が与えられて排出されるときに，行き止まりとなったモータの方には入らないようにし，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための密閉された密閉空間」にするものであり，カテゴリーや対象，目的を変更するものではないから，実質上特許請求の範囲を拡張し，又は変更するものには該当せず，特許法第１２０条の５第９項で読み替えて準用する特許法第１２６条第６項の規定に適合するものである。
（３）訂正事項２
　上記訂正事項２は，請求項１の訂正と整合させるための訂正であり，特許法第１２０条の５第２項ただし書第３号に規定する明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正であって，新規事項の追加に該当せず，また，実質上特許請求の範囲を拡張し，又は変更するものではない。
３．むすび
　以上のとおりであるから，本件訂正請求による訂正は特許法第１２０条の５第２項第１号及び第３号に掲げる事項を目的とするものであり，かつ，同条第４項及び同条第９項において準用する同法第１２６条第４項から第６項の規定に適合するので，訂正後の請求項〔１〜２〕について訂正することを認める。
第３．取消理由について
１．本件特許発明
　本件訂正請求により訂正された訂正請求項１及び２に係る発明（以下，それぞれ「本件特許発明１」，「本件特許発明２」という。）は，その特許請求の範囲の請求項１及び２に記載された次の事項により特定されるとおりのものである。
【請求項１】
「モータによってインペラが回転駆動されることにより，低温液化ガスに圧力差を与えてポンプ移送する低温液化ガス用ポンプであって，
  上記モータとインペラは，それらの間で回転駆動を伝達する回転伝達手段で連結され，  上記モータとインペラは，モータが上側にインペラが下側になるよう配置され，
  上記モータおよびインペラがそれぞれ，互いに連通して低温液化ガスが導入される密閉空間内に存在し，
  上記密閉空間は，それぞれ密閉空間の一部をなす，モータ用空間，インペラ用空間および回転伝達手段用空間を備えて構成され，
  上記モータ用空間は低温液化ガスの液面より上側に，上記インペラ用空間は低温液化ガスの液面より下側に配置され，
  上記モータとインペラの間には，上記回転伝達手段用空間と，その内部に存在する回転伝達手段の一部と，上記回転伝達手段用空間を形成するための熱調整ハウジングに熱を付与するための熱付与手段とを含んで構成されることにより，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための熱調整部が設けられ，
  上記モータが存在するモータ用空間は，ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが，インペラによって動力が与えられて排出されるときに，行き止まりとなったモータの方には入らないようにし，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための密閉された密閉空間であり，耐圧の圧力密閉空間に形成されている
  ことを特徴とする低温液化ガス用ポンプ。」
【請求項２】
「上記回転伝達手段は，モータの回転軸とインペラの回転軸の双方に対して同軸状の１または２以上のシャフトを含んで構成されている請求項１記載の低温液化ガス用ポンプ。」
２．取消理由の概要
　訂正前の請求項１〜２に係る特許に対して平成２８年　１月２１日付けで特許権者に通知した取消理由は，要旨次のとおりである。
　本件特許の請求項１〜２に係る発明は，その出願前日本国内または外国において頒布された下記の刊行物（引用例１）に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明に基いて，その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから，特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり，同項に係る特許は，取り消されるべきものである。 
 　　　　　　　　　　　　　　　　　記 
 １．引用刊行物　 
 引用例１：特公昭４６−３２８９９号公報（特許異議申立人が提出した甲第１号証）
３．引用刊行物の記載事項
　引用例１（特公昭４６−３２８９９号公報）には，図面と共に以下の事項が記載又は示されている。
・「低温および極低温における液化ガス吸排用の電気ポンプ装置では，ポンプ軸の出口に特にその作用が精巧で高圧に到達した場合には不確実であるような回転パッキング部材を有する特殊な密封手段を設ける事が必要である。」（第１頁左欄第２４行〜第２８行）
・「液化ガス用電気ポンプ装置における本発明による改良は主として，ポンプ軸の出口，そして電気ポンプ装置ではモータとポンプ軸間の結合手段が，モータと共に液室壷形ケーシングによりふた締めされ，該ケーシングは不活性ガスか或いは液状でポンプにより循環させられるガス状物質により満たされている事に特徴がある。」（第１頁左欄第３３行〜同頁右欄第２行）
・「第１図で説明されたポンプは液化ガス用として意図され，本体２に配置され外向き流れ輪即ち羽根車２ａを有する軸１を含む。該本体２は送出し出口４を設けた容器３内に配置されポンプは５においてタンク６から液化ガスの供給を受ける。軸１は管７の内部上方に伸び，該管には液化ガスが到達した場合に制御されるポンプからガスの排出を可能にさせる導管７ａが開放接続され，この導管はダクト７ｂによりタンクの頂部に接続できるようになっている。管７は膨張管８により伸張される。」（第１頁右欄第１５行〜第２５行）
・「軸１の上端にはボールベアリング１２が装着されそして１３で電動機１４の軸と結合される。」（第１頁右欄第３０行〜第３２行）
・「本発明の主要な特徴によると，液密板９上に位置するモータポンプの全部分は好ましくは（しかし必ずしも必要ではない）ダクト１６によりタンク６の頂部に接続される壷形ケーシング１５によりふた締めされている。」（第１頁右欄第３３行〜第３７行）
・「３方向放出コツクはダクト７ｂと１６の最上部の個所１７と１８に設けられる。熱遮断体を形成する断熱材料７ｃが吸引室５ａとケーシング１５により形成された室１５ａとの間の断熱のために設けられる。室１５ａはポンプ作用を受ける液体に相当するガスで満たされており，このガスによりモータを冷却するためにケーシングはその外部にガス冷却用液体を循環する為の環状室１９を含む。運転中，モータを冷却するため使用される該ガスは常に同一のガスであるので，モータの駆動により急激な温度上昇を受ける。したがつて上記断熱材料７ｃとガス冷却用環状室１９とが必要となる。」（第１頁右欄第３７行〜第２頁左欄第１１行）
・「最初の始動前にケーシング１５とポンプ内の空気は完全に排出出来る。この目的の為にコツク１８は外気への排出位置に開放され，液化ガスは５を通つて入る。この液化ガスは気化し管７と前記阻板１０を通りケーシング１５に流れ込んで最後にコツク１８を通り外気へ排出される。コツク１８において１００％ガス排出が確認されると，コツク１８はケーシング１５とタンク６の頂部とが連絡するように動作させられるか或いはケーシング１５はコツクを閉鎖する事により全面的に遮断される。」（第２頁左欄第１６行〜第２６行）
・「液化ガスレベルは普通導管７ａと波状膨張管８の間に存在するようになる。」（第２頁左欄第３１行〜第３３行）
・「危険ガスの場合には，完全な手段はまずポンプと壷形ケーシング内を真空にしその後液化ガスを入れる事にあり，そうすると前に略述したようにガスはポンプより排出される。」（第２頁左欄第３４行〜第３７行）
・「第２図は第１図実施例の変形例を説明し，部分断面の上部分のみが示されている。この変形された構造ではモータ１４の胴体は１５ｂで下方に伸び直接に第１図の室１５ａを形成し該室内にはポンプ軸１のポンプの端部分とモータ１４の軸との結合部分が収容されている。」（第２頁左欄第４２行〜右欄第２行）
・上記記載事項とＦＩＧ：１の図示内容からみて，羽根車２ａを有する軸１は電動機１４の軸と結合されており，低温ガスがポンプにより圧力差を与えることにより移送されることは技術常識であるから，電動機１４によって羽根車２ａが回転駆動されることにより，低温液化ガスに圧力差を与えてポンプ移送する低温の液化ガス用のポンプであることが理解できる。
・ＦＩＧ：１からみて，電動機１４が上側に羽根車２ａが下側になるように配置されていることが理解できる。
・第２頁左欄第３１行〜第３３行の記載事項とＦＩＧ：１の図示内容からみて，液化ガスの供給位置５の下方に羽根車２ａが配置され，また，液化ガスの供給位置５の上方にガス排出を可能にする導管７ａが配置され，さらに室１５ａは導管７ａよりも上方に配置されていること，及び，ケーシング１５により形成された室１５ａは低温液化ガスの液面より上側に，羽根車２ａが存在する空間は低温液化ガスの液面より下側に配置されていることが理解できる。
・上記記載事項とＦＩＧ：１の図示内容からみて，羽根車２ａが吸引室５ａと連通しており，吸引室５ａは，管７とケーシング１５により形成された室１５ａと連通していることから，羽根車２ａと電動機１４のそれぞれが存在する空間が密閉空間であり，この密閉空間にはポンプによって移送する液体のガスが導入されることが理解できる。
・第１頁右欄第１９行〜２４行，第１頁右欄第３７行〜第２頁左欄第１行の記載事項及びＦＩＧ：１の図示内容からみて，軸１，結合手段，ボールベアリング１２の存在する空間が密閉空間内に存在すること，管７は導管７ａと連通し，導管７ａはダクト７ｂによってタンクの頂部に接続され，ダクト７ｂとタンクの頂部の接続する個所１７には３方向放出コツクが設けられていること，及び，個所１７に設けた３方向放出コツクを閉じることで密閉できることが理解できる。
・第１頁右欄第３３行〜第３７行の記載からみて，ダクト１６は必ずしも必要なものではなく，ＦＩＧ：２にはダクト１６がない例が図示されていることから，引用例１には，ダクト１６があってコツクによってケーシング１５に形成された室１５ａを密閉空間にする場合と，ダクトがなくて密閉空間にする場合の両方が記載されているといえる。
・ＦＩＧ：１の図示内容からみて，電動機１４と羽根車２ａの間には，管７及び膨張管８の内部の空間とその内部に存在する軸１と，上記管７及び膨張管８の内部の空間を形成するための管７，膨張管８及び断熱材料７ｃ，台板９，吸引室５ａ，導管７ａが存在することが理解できる。
　以上をふまえると，引用例１には，以下の発明（以下，「引用発明」という。）が記載されていると認められる。
「電動機１４によって羽根車２ａが回転駆動されることにより，低温液化ガスに圧力差を与えてポンプ移送する低温の液化ガス用のポンプであって，
　上記電動機１４と羽根車２ａは，それらの間で回転駆動を伝達する結合手段，ボールベアリング１２，軸１で連結され，
　上記電動機１４と羽根車２ａは，電動機１４が上側にインペラが下側になるように配置され，
　上記電動機１４及び羽根車２ａがそれぞれ，互いに連通して低温液化ガスが導入される密閉空間内に存在し，
　上記密閉空間は，それぞれ密閉空間の一部をなす，ケーシング１５により形成された室１５ａ，羽根車２ａが存在する空間および軸１，結合手段，ボールベアリング１２が存在する空間を備えて構成され，
  上記ケーシング１５により形成された室１５ａは低温液化ガスの液面より上側に，羽根車２ａが存在する空間は低温液化ガスの液面より下側に配置され，
  上記電動機１４と羽根車２ａの間には，管７及び膨張管８の内部の空間とその内部に存在する軸１と，上記管７及び膨張管８の内部の空間を形成するための管７，膨張管８及び断熱材料７ｃ，台板９，吸引室５ａ，導管７ａが存在することにより，液化ガスレベルは導管７ａと波状膨張管８の間に存在するようになり，
　上記電動機１４が存在する室１５ａは，密閉空間である，
低温の液化ガス用のポンプ。」
４．判断
ア．本件特許発明１について
 　本件特許発明１と引用発明とを対比すると，後者の「電動機１４」は前者の「モータ」に相当し，以下同様に，「羽根車２ａ」は「インペラ」に，「低温の液化ガス用のポンプ」は「低温液化ガス用ポンプ」に，「結合手段，ボールベアリング１２，軸１」は「回転伝達手段」に，「ケーシング１５により形成された室１５ａ」は「モータ用空間」に，「羽根車２ａが存在する空間」は「インペラ用空間」に，「軸１，結合手段，ボールベアリング１２が存在する空間」又は「管７及び膨張管８の内部の空間」は「回転伝達手段用空間」に，「管７及び膨張管８」は「熱調整ハウジング」，「断熱材料７ｃ，台板９，吸引室５ａ，導管７ａ」は「熱調整部」に，それぞれ相当する。
　後者の「液化ガスレベルは導管７ａと波状膨張管８の間に存在するように」する態様は，前者の「低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つ」態様に相当するから，後者の「上記電動機１４と羽根車２ａの間には，管７及び膨張管８の内部の空間とその内部に存在する軸１と，上記管７及び膨張管８の内部の空間を形成するための管７，膨張管８及び断熱材料７ｃ，台板９，吸引室５ａ，導管７ａが存在することにより，液化ガスレベルは導管７ａと波状膨張管８の間に存在するようにな」る態様と，前者の「上記モータとインペラの間には，上記回転伝達手段用空間と，その内部に存在する回転伝達手段の一部と，上記回転伝達手段用空間を形成するための熱調整ハウジングに熱を付与するための熱付与手段とを含んで構成されることにより，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための熱調整部が設けられ」る態様とは，「上記モータとインペラの間には，上記回転伝達手段用空間と，その内部に存在する回転伝達手段の一部と，上記回転伝達手段用空間を形成するための熱調整ハウジングを含んで構成されることにより，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための熱調整部が設けられ」る点において共通する。
　そうすると，両者は，
「モータによってインペラが回転駆動されることにより，低温液化ガスに圧力差を与えてポンプ移送する低温液化ガス用ポンプであって，
　上記モータとインペラは，それらの間で回転駆動を伝達する回転伝達手段で連結され，
　上記モータとインペラは，モータが上側にインペラが下側になるように配置され，
　上記モータおよびインペラがそれぞれ，互いに連通して低温液化ガスが導入される密閉空間内に存在し，
　上記密閉空間は，それぞれ密閉空間の一部をなす，モータ用空間，インペラ用空間および回転伝達手段用空間を備えて構成され，
  上記モータ用空間は低温液化ガスの液面より上側に，上記インペラ用空間は低温液化ガスの液面より下側に配置され，
　上記モータとインペラに間には，上記回転伝達手段用空間と，その内部に存在する回転伝達手段の一部と，上記回転伝達手段用空間を形成するための熱調整ハウジングを含んで構成されることにより，低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに，低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための熱調整部が設けられ，
　上記モータが存在するモータ用空間は，密閉空間である，
低温液化ガス用ポンプ。」
の点で一致し，少なくとも次の点で相違する。
＜相違点＞
　熱調整部について，本件特許発明１では「熱調整ハウジングに熱を付与するための熱付与手段」を含んで構成されるのに対して，引用発明では熱調整ハウジング（管７及び膨張管８）と熱調整部（断熱材料７ｃ，台板９，吸引室５ａ，導管７ａ）が存在するものの，熱付与手段については特定されているものではない点。
　この相違点について検討する。
　引用発明の断熱材料７ｃや台板９は，電動機１４により台板９上で発生する熱を羽根車２ａ側に伝えないようにシャットアウトしようとする手段であり，熱調整ハウジング（管７及び膨張管８）に熱を付与する熱付与手段とはいえない。
　また，引用例１には，ガス冷却用環状室１９が存在するが，モータとインペラの間に存在するものではない上に，電動機１４により発生する熱を羽根車２ａ側に伝えないように冷却する手段であり，熱調整ハウジング（管７及び膨張管８）に熱を付与する熱付与手段とはいえない。
　よって，上記相違点に係る本件特許発明１の発明特定事項は，引用発明に基づいて，当業者が容易に採用し得たものではない。
　そうすると，本件特許発明１の発明特定事項は，引用発明に基づいて，当業者が容易に採用し得たものではない。
　そして，本件特許発明１は，当該発明特定事項を備えたことにより，確実にモータを気相内に存在させ，確実にインペラを液相内に存在させるという効果を奏することができるものである。
　したがって，本件特許発明１は，当業者が引用発明に基づいて容易に発明をすることができたものではない。
イ．本件特許発明２について
　本件特許発明２は，本件特許発明１の発明特定事項を全て含み，さらに他の発明特定事項を付加して限定したものであるから，本件特許発明２は，上記ア．と同様の理由により，当業者が引用発明に基づいて容易に発明をすることができたものではない。
５．むすび
 　以上のとおりであるから，取消理由によっては，請求項１，２に係る特許を取り消すことはできない。
　また，他に請求項１，２に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって，結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成２８年５月２７日（２０１６．５．２７）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
低温液化ガス用ポンプ
　【技術分野】
　【０００１】
　本発明は、低温液化ガスを移送するための低温液化ガス用ポンプに関するものである。
　【背景技術】
　【０００２】
　低温液化ガス（液体酸素、液体窒素、液体アルゴン、液化天然ガス（ＬＮＧ）などの沸点が−１５０℃以下の液化ガス）を配管を通して移送する際には、遠心式ポンプなどを使用して、圧力差を作ることによって行われる。
　【０００３】
　従来の遠心式低温液化ガス用ポンプには、つぎのようなものがある。
　（１）軸シールポンプ（非特許文献１：Ｃｒｙｏｓｔａｒ社インターネットカタログ　型式ＧＢＳＤ）
　（２）サブマージドポンプ（非特許文献２：日機装株式会社、クライオジェニックポンプカタログ　Ｃａｔａｌｏｇｕｅ　ＮＯ．２０７５Ｒ４、非特許文献３：Ｃｒｙｏｓｔａｒ社インターネットカタログ　型式ＶＳ、特許文献１：特開平６−２８８３８２）
　（３）マグネットカップリング駆動シールレスポンプ（非特許文献４：ＣＳ＆Ｐ　Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ社インターネットカタログ　型式Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　Ｐｕｍｐ　２”×３”×６．７”、特許文献２：特表２００１−５１４３６０）
　【０００４】
　前述のそれぞれについて説明する。
　（１）軸シールポンプ（非特許文献１）
　液体に圧力差を発生させるインペラを低温液化ガス中に存在させる一方、インペラを回転駆動するためのモータを大気中に存在させるポンプである。インペラとモータは、ハウジングを貫通するポンプシャフトで連結される。低温液化ガスはインペラを収容するハウジング内に充満しているが、ハウジングを貫通するポンプシャフトを低温液化ガスが漏れないように回転させるため、軸シールが用いられている。
　（２）サブマージドポンプ（非特許文献２、非特許文献３、特許文献１）
　インペラだけでなく、それを回転駆動するモータおよび軸受け全てを低温液化ガス中に存在させたポンプである。ポンプ全体を覆うケーシング内に低温液化ガスが充満され、軸シールを使用していない。
　（３）マグネットカップリング駆動シールレスポンプ（非特許文献４、特許文献１）
　インペラを低温液化ガス中に存在させ、インペラを回転駆動するためのモータを大気中に存在させるポンプである。インペラとモータは、圧力隔壁を介して分離された液相と気相にそれぞれ配置され、インペラ側シャフトとモータ側シャフトはマグネットカップリングで回転が伝達される。
　【０００５】
　ここで、ポンプの設置場所としては、一般に、定置式ポンプ設備として地上に設置する場合と、移動式ポンプ設備として車輌（タンクローリ車）に搭載される場合がある。また、使用方法としては、常時運転するケース、常時スタンバイ状態として必要な時だけ運転するケース、必要な時にスタンバイしてその後運転するケースなどがある。
　【先行技術文献】
　【特許文献】
　【０００６】
　【特許文献１】特開平６−２８８３８２
　【特許文献２】特表２００１−５１４３６０
　【非特許文献】
　【０００７】
　【非特許文献１】Ｃｒｙｏｓｔａｒ社インターネットカタログ　型式ＧＢＳＤ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｒｙｏｓｔａｒ．ｃｏｍ／ｐｄｆ／ｄａｔａ−ｓｈｅｅｔ／ｅｎ／ｇｂｓｄ．ｐｄｆ）
　【非特許文献２】日機装株式会社、クライオジェニックポンプカタログ　Ｃａｔａｌｏｇｕｅ　ＮＯ．２０７５Ｒ４
　【非特許文献３】Ｃｒｙｏｓｔａｒ社インターネットカタログ　型式ＶＳ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｒｙｏｓｔａｒ．ｃｏｍ／ｐｄｆ／ｄａｔａ−ｓｈｅｅｔ／ｕｓ／ｖｓ．ｐｄｆ）
　【非特許文献４】ＣＳ＆Ｐ　Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ社インターネットカタログ　型式Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ　Ｐｕｍｐ　２”×３”×６．７”（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｓｐｈｏｕｓｔｏｎ．ｃｏｍ／ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＿ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ／ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ．ｐｈｐ）
　【発明の開示】
　【発明が解決しようとする課題】
　【０００８】
　最も一般的なポンプは、固定部と回転部を摺動させながらシールする「軸シール」を有する軸シールポンプである。このポンプの最大の欠点は、軸シールが磨耗して寿命が来ると、低温液化ガスが漏れることである。漏れ出て飛散した液化ガスが人体に付着すると低温火傷になるなど危険であり、漏れ量が多くなるとロスが増えるだけでなくポンプ性能も低下する。また、可燃性のガスが漏れた場合は火災発生の危険性もある。そこで、軸シールを用いない「シールレスポンプ」と呼ばれるポンプが使用されている。
　【０００９】
　「シールレスポンプ」にはいくつかのタイプがあり、「サブマージドポンプ」と呼ばれるモータ部を含めて低温液化ガス中に浸漬させるものや、マグネットカップリングを用いて軸の貫通部を持たないものなどがある。
　【００１０】
　しかしながら、従来のシールレスポンプは、回転軸を低温液化ガス中に浸漬された軸受けで支えているため、軸受けが低温下で使用されることとなる。このため、一般的な潤滑剤であるグリースは使用限界温度以下となって使用することができない（例えば、市販されている航空機用汎用グリースの使用温度下限は−７３℃程度である）。また、仮に低温下で使用できる潤滑剤があったとしても、移送される低温液化ガス中に軸受けが浸漬されて回転することから、潤滑剤が低温液化ガス中に流入し、そのまま不純物となって混入してしまう。このため、セラミックボール軸受けやステンレス軸受けなど、低温液化ガスで潤滑させるものや固体潤滑剤を使用したものなど、一般的な軸受けに比べると高価なものを使用しなければならない。
　【００１１】
　また、軸受けの回転で摩擦熱が発生し、『サブマージドポンプ』ではモータの回転に伴って発生し、『マグネットカップリングポンプ』では渦電流により発生する熱が直接低温液化ガスを加熱することとなり、低温液化ガスを気化させてロスが多くなってしまう。
　【００１２】
　また、従来のサブマージドポンプでは、モータも低温液化ガス中に浸漬させるため、一般的なモータに使用される鉄材ではなく、低温脆性を起こさないステンレスなどの材料を使用したモータを使用せねばならず、モータが高価となる。
　【００１３】
　低温液化ガスをポンプで移送するためには、低温液化ガスが入る部分を予め液温付近まで冷やしておく「予冷」を行う必要がある。これは、ポンプ運転中に低温液化ガスがポンプ内部で気化することを防止し、ＮＰＳＨと呼ばれるポンプの吸込揚程を低くするためである。この予冷が不足していると、ポンプ内部で低温液化ガスが気化してキャビテーションを起こしやすくなり、ポンプを破損させることがある。したがって、予冷は低温液化ガスポンプを運転するためには必要な準備作業である。
　【００１４】
　上記予冷は、移送する低温液化ガスを運転前にポンプ内部に導くことによって行われるが、低温液化ガスに接触する全部分の予冷が完了する時間は、予冷が必要な部分の質量に大きく影響される。従来のシールレスポンプは、インペラだけでなくモータや軸受けまで予冷が必要で、低温液化ガス中に浸漬される部分の質量が大きくなるため、予冷で気化する低温液化ガスのロスが多くなるうえ、予冷に要する時間も長くなる。
　【００１５】
　一方、軸シールポンプは、モータの予冷が不要な分、予冷が必要な部分の質量が小さいため、ロスも少なく比較的早く予冷ができる。しかし、横型の軸シールポンプでは、予冷し過ぎてしまうとポンプシャフトを伝ってモータ内部まで温度低下が起こり、しばしばモータの使用周囲条件（−２０〜−３０℃）以下の温度まで軸受けを冷やし過ぎて、軸受けを劣化または破損させることがある。
　【００１６】
　ポンプを設置する設備との関係面では、サブマージドポンプの場合は、竪型で使用するため、最低でも「ポンプ部＋モータ部の高さ」以上の吸込側タンクの液面高さが必要である。これはモータを自液（液化ガス）で冷却するとともに、軸受けの冷却・潤滑剤として自液（液化ガス）を使用するためである。ところが、特にタンクローリでは、タンクを横置きに設置するため、吸込側タンクの液面高さをそれほど高く設定することが出来ず、サブマージドポンプの適用は実質的に困難である。地上設置型のタンクでも、サブマージドポンプは他のポンプと比べてポンプで移注できる液量が減ってしまい、非効率である。
　【００１７】
　従来の個々のポンプにおける課題をまとめると以下のようになる。
　【００１８】
　（１）軸シールポンプ
　固定部と回転部で摺動させながらシールをする軸シールを有するため、それが摩耗により消耗する。摩耗で寿命が来ると、軸シール部から低温液化ガスが漏れる。
　一般的な軸シールポンプの場合、ポンプシャフトの大気開放部が短く、ポンプ部を冷却し過ぎるとポンプシャフトの伝熱によりモータなどの軸受けをモータの使用周囲条件以下まで冷却し、軸受けを劣化または破損することがある。
　その防止対策としてポンプシャフトに常温程度のガスや水を掛けたり、モータ軸受け部付近にヒータなどを取り付けて加温することがある。
　【００１９】
　（２）サブマージドポンプ
　軸受けが低温液化ガス中にあるため、一般的な潤滑剤であるグリースが使用温度範囲から外れて使用できない。また、使用できる潤滑剤があったとしても、移送される低温液化ガス中に軸受けが浸漬されて回転することから、潤滑剤が低温液化ガス中に流入して不純物となる。そのため、セラミックボール軸受け、ステンレス軸受けなどをベースとした低温液化ガスで潤滑させる軸受けや、固体潤滑剤を使用した高価な軸受けが必要となる。
　モータ部まで全て低温液化ガス中とする必要があるため、一般的なモータに使用される鉄材ではなく、ステンレスなど低温脆性を起こさない高価な材料を使用する必要があり、コストアップとなる。
　モータ部まで全て低温液化ガス中とする必要があるため、吸込側タンクの液面高さをポンプ部＋モータ部以上に高くする必要がある。
　モータ部まで全て低温液化ガス中とする必要があるため、予冷を要する構成部材の質量が多く、予冷時間が長くなり、低温液化ガスの気化ロス量が多い。
　運転中のモータおよび軸受けからの発熱が低温液化ガスに直接吸収されるため、運転中も低温液化ガスの気化ロス量が多い。
　モータ部の耐圧壁も低温となるため、アルミニウムやステンレスなどの低温に対応する高価な材料とする必要があり、コストアップとなる。
　【００２０】
　（３）マグネットカップリング駆動シールレスポンプ
　軸受けが低温液化ガス中にあるため、一般的な潤滑剤であるグリースが使用温度範囲から外れて使用できない。また、使用できる潤滑剤があったとしても、移送される低温液化ガス中に軸受けが浸漬されて回転することから、潤滑剤が低温液化ガス中に流入して不純物となる。そのため、セラミックボール軸受け、ステンレス軸受けなどをベースとした低温液化ガスで潤滑させる軸受けや、固体潤滑剤を使用した高価な軸受けが必要となる。
　マグネットカップリング間にある耐圧隔壁が低温液化ガスと接触するため、ステンレスなどの低温液化ガスに使用できる金属材料が使用される。しかしその金属耐圧隔壁を挟んでマグネットが回転するため耐圧隔壁で渦電流が発生し、発熱および動力ロスが発生する。
　マグネットカップリング部まで低温液化ガス中とする必要があるため、予冷を要する構成部材の質量が多く、予冷時間が長くなり、低温液化ガスの気化ロス量が多い。
　運転中、渦電流による発熱および軸受けからの発熱が低温液化ガスに直接吸収されるため、運転中も低温液化ガスの気化ロス量が多い。
　【００２１】
　本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、シールレスポンプでありながら予冷時間を短縮でき、低温液化ガスのロスも少ないためポンプ効率もよく、運転に必要な最低の液面高さも低く、コスト的にも有利な低温液化ガス用ポンプを提供することを目的とする。
　【課題を解決するための手段】
　【００２２】
　上記目的を達成するため、本発明の低温液化ガス用ポンプは、
　モータによってインペラが回転駆動されることにより、低温液化ガスに圧力差を与えてポンプ移送する低温液化ガス用ポンプであって、
　上記モータとインペラは、それらの間で回転駆動を伝達する回転伝達手段で連結され、　上記モータとインペラは、モータが上側にインペラが下側になるよう配置され、
　上記モータおよびインペラがそれぞれ、互いに連通して低温液化ガスが導入される密閉空間内に存在し、
　上記密閉空間は、それぞれ密閉空間の一部をなす、モータ用空間、インペラ用空間および回転伝達手段用空間を備えて構成され、
　上記モータ用空間は低温液化ガスの液面より上側に、上記インペラ用空間は低温液化ガスの液面より下側に配置され、
　上記モータとインペラの間には、上記回転伝達手段用空間と、その内部に存在する回転伝達手段の一部と、上記回転伝達手段用空間を形成するための熱調整ハウジングに熱を付与するための熱付与手段とを含んで構成されることにより、低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに、低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための熱調整部が設けられ、
　上記モータが存在するモータ用空間は、
ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが、インペラによって動力が与えられて排出されるときに、行き止まりとなったモータの方には入らないようにし、低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに、低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための
　ことを要旨とする。
　【発明の効果】
　【００２３】
　本発明の低温液化ガス用ポンプは、モータとインペラの間に熱調整部が設けられていることから、インペラは低温液化ガスの液相内に保たれ、モータは低温液化ガスの気相内に保たれる。このため、モータを液中に浸漬せずにすみ、予冷時間を大幅に短縮できてそれに伴う低温液化ガスの気化ロス量を低減できるうえ、モータ自体を比較的安価な材料で構成することができ、コスト的に有利である。また、モータの発熱が低温液化ガスに直接作用しないため、運転中の低温液化ガスの気化ロス量が大幅に減少するため、ポンプ効率がよくなる。また。従来摩耗が問題となっていた軸シールや、渦電流が問題となっていたマグネットカップリングを使用しないため、これらの問題が発生することもない。さらに、モータは気相に保たれるため、吸込側タンクの液面高さはインペラ部の高さを確保すればよく、モータ部の高さを考慮しなくてよくなるため、運転に必要な最低の液面高さを低くできる。
　【００２４】
　また、上記密閉空間は、それぞれ密閉空間の一部をなす、モータ用空間、インペラ用空間および回転伝達手段用空間を備えて構成され、
　上記モータ用空間は低温液化ガスの液面より上側に、上記インペラ用空間は低温液化ガスの液面より下側に配置され、
　上記モータとインペラの間には、上記回転伝達手段用空間と、その内部に存在する回転伝達手段の一部と、上記回転伝達手段用空間を形成するための熱調整ハウジングに熱を付与するための熱付与手段とを含んで構成されることにより、低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに、低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための熱調整部が設けられている。
　このため、モータからインペラに対して回転を伝達するために必要な構造を利用して熱調整部を構成したことにより、構造的な無駄がなく、コストアップを避けながら、確実にモータを気相内に存在させ、確実にインペラを液相内に存在させることができる。また、上記熱付与手段の上側にモータが配置され、熱付与手段の下側にインペラが配置されることとなり、確実にモータを気相内に存在させ、確実にインペラを液相内に存在させることができる。
　しかも、上記モータが存在するモータ用空間は、
ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが、インペラによって動力が与えられて排出されるときに、行き止まりとなったモータの方には入らないようにし、低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに、低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための
　このため、ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスは、インペラによって動力が与えられて排出される。このとき、耐圧の密閉空間で行き止まりとなっているモータの方には入って行かない。冷気は下がり暖気は上がる性質と、低温の液化ガスがモータの方に入らないことから、例えば、下部インペラを含むポンプ構造部が低温部、中間の熱調整部が低温〜常温、上部のモータ部が常温と分けることができる。
　【００２６】
　本発明において、上記回転伝達手段は、モータの回転軸とインペラの回転軸の双方に対して同軸状の１または２以上のシャフトを含んで構成されている場合には、
　モータからインペラに対して回転を伝達するための構造をできる限り単純化しながら、確実な熱調整を行い、構造的な無駄を生じることなく、確実にモータを気相内に存在させ、確実にインペラを液相内に存在させることができる。
　【図面の簡単な説明】
　【００２８】
　【図１】本発明の第１実施形態の低温液化ガス用ポンプの全体構成を示す図である。
　【図２】第２実施形態の低温液化ガス用ポンプの全体構成を示す図である。
　【図３】第３実施形態の低温液化ガス用ポンプの全体構成を示す図である。
　【図４】試験方法のイメージを示す図である。
　【図５】直径１０ｍｍＳＵＳ３０４丸棒の表面温度の変化を示す図である。
　【図６】直径２０ｍｍＳＵＳ３０４丸棒の表面温度の変化を示す図である。
　【図７】直径３０ｍｍＳＵＳ３０４丸棒の表面温度の変化を示す図である。
　【図８】シャフト径と温度安定時の温度分布を示す図である。
　【図９】シャフト径の違いによる伝熱温度分布（理論計算値）を示す図。
　【図１０】熱調整ハウジング板厚の違いによる伝熱温度分布（理論計算値）を示す図。
　【発明を実施するための形態】
　【００２９】
　つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。
　【００３０】
　図１は、本発明の低温液化ガス用ポンプの第１実施形態を示す概略図である。
　【００３１】
　この装置は、モータ１によってインペラ２が回転駆動されることにより、低温液化ガスに圧力差を与えてポンプ移送する低温液化ガス用ポンプである。
　【００３２】
　上記モータ１としては、例えば、直流モータ、三相誘導モータなど一般的なモータをベースとして製作することができる。その他にＰＭモータ（永久磁石モータ）を使用することによりエネルギー効率のよいポンプとすることができる。
　【００３３】
　そして、上記モータ１は、外壁が耐圧壁４ａ，４ｂで囲われ、耐圧壁４ａ，４ｂの内側がモータ１が収容されるモータ用空間５に形成される。上記耐圧壁４ａ，４ｂおよびモータ１を含んでモータ部２０が形成されている。
　【００３４】
　上記インペラ２は、低温液化ガスを導入する導入流路６に連通するボリュートハウジング７内に配置されて回転駆動される。インペラ２がボリュートハウジング７内で回転することにより、導入流路６から導入された低温液化ガスに遠心力によって圧力差を与え、ボリュートハウジング７の外周部に設けられた吐出部８から吐出する。上記ボリュートハウジング７内の空間が、インペラ２が収容されるインペラ用空間９に形成される。図において符号１０は、低温液化ガスの流動を助けるインデューサ１０である。上記インペラ２、ボリュートハウジング７、インデューサ１０を含んでポンプ部１９が形成されている。
　【００３５】
　上記モータ１とインペラ２は、それらの間で回転駆動を伝達する回転伝達手段で連結されている。回転伝達手段としては、この例では、モータ１の回転軸とインペラ２の回転軸の双方に対して同軸状で共通の１本のシャフト３が使用されている。なお、上記シャフト３は、モータ１とインペラ２に共通の１本のものに限らず、モータ１用シャフトとインペラ２用シャフトを別々のものにし、両者をカップリング等で連結したものを用いることもできる。
　【００３６】
　上記モータ１とインペラ２の間は、ある程度の間隙が確保され、上記シャフト３の上記間隙を通過する部分は、熱調整ハウジング１２で覆われている。上記熱調整ハウジング１２の内側がシャフト３の一部が収容されるシャフト用空間１３に形成される。
　【００３７】
　上記モータ１およびインペラ２ならびにシャフト３はそれぞれ、互いに連通して低温液化ガスが導入される密閉空間１４内に存在する。上記密閉空間１４は、この例では、それぞれ上記密閉空間１４の一部をなす、モータ用空間５、インペラ用空間９および回転伝達手段用空間としてのシャフト用空間１３を備えて構成されている。モータ用空間５とインペラ用空間９ならびにシャフト用空間１３は互いに連通している。すなわち、ボリュートハウジング７、熱調整ハウジング１２およびモータ１の耐圧壁４ａ，４ｂにより１つの圧力密閉空間を作っている。
　【００３８】
　上記モータ１とインペラ２は、モータ１が上側にインペラ２が下側になるよう配置されている。
　【００３９】
　そして、上記モータ１とインペラ２の間は、低温液化ガスの液相内にインペラ２を存在させるよう保つとともに、低温液化ガスの気相内にモータ１を存在させるよう保つための熱調整部１１に形成されている。
　【００４０】
　上記熱調整部１１は、上記シャフト用空間１３と、その内部に存在するシャフト３の一部とを含んで構成されている。さらに、上記熱調整部１１は、上記シャフト用空間１３を形成するための熱調整ハウジング１２と、上記熱調整ハウジング１２に熱を付与するための熱付与手段としてのフィン１５をさらに含んで構成されている。
　【００４１】
　このように、モータ１とインペラ２の間に形成された間隙の部分に、熱調整部１１が設けられ、下側からインペラ２、熱調整部１１、モータ１の順に配置されている。このようにすることにより、冷気は下がり暖気は上がる性質により、ポンプの構造配置である下部のインペラ２を低温部とし、中間の熱調整部１１を低温〜常温とし、上部のモータ１を常温と、温度範囲を分けるのに有利となる。
　【００４２】
　上記シャフト３は、上記密閉空間１４内の気相に存在させた軸受け１６で軸支されている。このように、軸受け１６はモータ１の軸受けをポンプ軸受けと共用し、ポンプシャフトとモータシャフトを１本のシャフト３で共用している。
　【００４３】
　上記モータ１の上部には、モータ１と連動して回転する冷却ファン１７が配置され、モータ１の冷却が行われる。図において符号１８は、ファンカバー１８である。
　【００４４】
　このような構造により、低温液化ガスは、図面最下部のインデューサ１０部分よりポンプの内部に引き込まれ、インペラ２によって動力が与えられ、吐出部８から排出される。ポンプの内部に入った低温液化ガスは、吐出部しか出口がなく、密閉空間１４で行き止まりとなっているモータ１の方には入って行かない。
　【００４５】
　このように、熱の自然対流のように冷気は下がり暖気は上がる性質と、低温の液化ガスがモータ１の方に入らないことから、例えば、下部インペラ２を含むポンプ構造部が低温部、中間の熱調整部１１が低温〜常温、上部のモータ１部が常温と分けることができるのである。
　【００４６】
　このようにすることにより、インペラ２を収容するインペラ用空間９内は、導入流路６から導入されて吐出部８に向かって流れる低温液化ガスで満たされる。例えば−１５０℃以下に保たれ、液相の状態が維持される。一方、モータ１を収容するモータ用空間５内は、常温に近い温度、例えば−２０℃以上に保たれる。これにより、低温液化ガスが気化したガスで満たされ、気相の状態が維持される。シャフト用空間１３内は、モータ用空間５の温度とインペラ用空間９の温度の中間で、温度勾配が形成される。
　【００４７】
　液相で満たされる部分は、導入流路６からポンプ部１９までである。具体的には、ボリュートハウジング７、熱調整ハウジング１２の底部、インペラ２、シャフト３の一部、インデューサ１０などの最低必要部品のみとなる。ポンプ部１９を下部に配置し、液相で満たされる部分をポンプ部１９までとすることにより、ポンプ内の液面高さを低くし、吐出部８の高さまでとすることができる。
　【００４８】
　上記熱調整部１１が形成されるモータ１とインペラ２の間隙は、上述したように、モータ１を気相中に保つとともに、インペラ２を液相中に保つことができるように設定される。例えば、シャフト３の径、熱調整ハウジング１２の肉厚、それぞれ材質等の要因により、適宜設定される。
　【００４９】
　例えば、材質をＳＵＳ３０４、雰囲気温度が２０℃、低温液化ガスを液体窒素とし、モータ部２０の温度を５℃以上とする場合、シャフト３の径が３０ｍｍであれば、熱調整部１１の距離は３００ｍｍ以上、その際の熱調整ハウジング１１の肉厚は１５ｍｍ以下とすることができる。
　【００５０】
　熱調整部１１の適切な長さは、熱調整部１１に対応するシャフト３の長さと、熱調整ハウジング１２の長さを適切に設定する。理論計算および試験により、モータ部２０入口が適当な設定温度となる長さ、シャフト３の径、熱調整ハウジング１２の板厚等を求めることができる。
　【００５１】
　このように、本実施形態は、従来の軸シールを無くすために、モータ部２０とポンプ部１９の内部を互いに連通する密閉空間１４とし、シャフト３を大気へ貫通させない構造とする。そのためにモータ部２０の外壁は耐圧壁４ａ，４ｂとしている。
　【００５２】
　また、ポンプを竪型に配置し、適切な熱調整部１１で液相部と気相部に分けることにより、モータ１内の軸受け１６を常温（ここでいう常温とは、一般的なモータの使用環境温度であり、−２０〜４０℃程度である）とする。これにより、軸受け１６を低温液化ガスと直接接触させない構造とする。このため、一般的なグリースを潤滑剤として使用する鉄製の安価な軸受けなどが使用できる。
　【００５３】
　また、モータ部２０を低温液化ガスに直接接触させない構造とし、一般的で安価な鉄材を使用できる。モータ部２０の発熱は、モータ１と連動する冷却ファン１７により冷却する構造とする。さらに、モータ部２０の外壁を耐圧壁４ａ，４ｂとすることにより、渦電流の発生源となる駆動マグネット間に金属隔壁を持つ構造としない。
　【００５４】
　そして、ポンプ部１９のみを低温の液相部とし、低温液化ガスが接触する構成部材の質量を可能な限り減らした構造とする。具体的な主要部材では、ボリュートハウジング７、熱調整ハウジング１２の底部、インデューサ１０、インペラ２およびシャフト３の先端のみが低温液化ガスと接触する。
　【００５５】
　ポンプを竪型に配置し、適切な熱調整部１１によって低温の液相部と常温の気相部に分けることにより、モータ１内の軸受け１６にポンプ冷却による影響が及ばない構造とした。
　【００５６】
　また、ポンプ内に入る低温液化ガス部の液面高さを吐出部８の高さまでとなる低い構造とした。また、モータ１の外壁を耐圧壁構造とするため、設計圧力に耐えうる必要肉厚以上、すなわち、高圧ガス保安法に基づく規定最小肉厚以上とした。さらに、シャフト３はモータ１とインペラ２で同一シャフトとし、モータ１内の軸受け１６のみで支持する構造とした。
　【００５７】
　具体的には、モータ部２０の耐圧壁４ａ，４ｂ、ボリュートハウジング７、熱調整ハウジング１２のそれぞれの接合部には、ガスケット、Ｏ−リングなどのシール材を使用し、フランジなどをボルトで締め込むか、またはねじ構造として締め込むことにより密閉構造としている。
　【００５８】
　以上のように、本実施形態の低温液化ガス用ポンプによれば、つぎのような効果を奏する。
　【００５９】
　ポンプ部１９の内部、熱調整部１１の内部、モータ部２０の内部がお互いに連通する密閉空間１４となったことにより、大気とのシャフト貫通部がなくなり、軸シールが不要となる。
　竪型に上部からモータ部２０、適切な熱調整部１１、ポンプ部１９を配置したことにより、モータ部２０および軸受け１６を例えば常温とすることができ、モータ１の材質、軸受け１６の材質に、例えば鉄鋼等の一般的なものが使用できるようになる。また、軸受け１６の潤滑剤も例えばグリース等の一般的なものも使用できるようになる。
　竪型に上部からモータ部２０、適切な熱調整部１１、ポンプ部１９を配置したことにより、モータ部２０および軸受け１６を例えば常温とすることができ、これらから発生する熱を直接低温液化ガスに吸収されないようになり、ロスとなる気化ガス量を減らすことができる。
　竪型に上部からモータ部２０、適切な熱調整部１１、ポンプ部１９を配置したことおよびモータ部２０を密閉としたことにより、ポンプ内の低温液化ガスが入る液面高さが吐出部８高さまでとなり、ポンプ部１９のみ低温の液相部とすることができ、低温液化ガスと接触するポンプ主要構成部材がボリュートハウジング７、熱調整ハウジング１２の底部、インデューサ１０、インペラ２およびシャフト３先端部と少なくなり、ポンプ予冷時に発生する気化ガスロスを減らせると共に、予冷時間を短縮することができる。また、低温液化ガスの入る液面高さを低くできることにより、吸込側タンクの液面高さ下限を低くすることができる。
　適切な熱調整部１１を設けることによりポンプ部１９は低温の液相内に存在させ、モータ部２０は例えば常温の気相内に存在させることができる。
　【００６０】
　図２は、本発明の第２実施形態を示す。
　【００６１】
　この例は、モータ部２０として、耐圧壁４ａ，４ｂを有しないものとした例である。すなわち、モータ１は、耐圧構造でない外壁２１ａ，２１ｂに覆われてモータ部２０が構成され、モータ部２０の外側を、別の圧力壁２２ａ，２２ｂで覆ったものである。それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
　【００６２】
　図３は、本発明の第３実施形態を示す。
　【００６３】
　この例は、マグネットカップリングを用いてモータ部２０の外部のファン２４を駆動させ、モータ１を冷却するようにしたものである。すなわち、シャフト３のモータ１側を耐圧壁４ｂより外側に貫通させ、突出した部分にインナーマグネット２５を取り付ける。このインナーマグネット２５の周囲を耐圧カバー２６で密閉状に覆い、その外側にアウターマグネット２７を備えたファン２４を配置する。それ以外は、上記第１実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この例でも、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
　【００６４】
　なお、モータ１の冷却は、別置きのモータ連動冷却ファンを用いたり、別設置の冷却ファンを使用したり、水冷による冷却を適用したりすることもできる。
　【００６５】
　上記各実施形態では、熱調整部１１またはモータ部２０をヒータなどで加温することにより、熱調整部１１の長さを短くすることもできる。また、熱伝導率の低い材料を全部または部分的に使用することにより、熱調整部１１の長さを短くすることができる。これらの場合も同様の作用効果を奏する。
　【００６６】
　上記各実施形態では、回転伝達手段としては、１本もしくは２本のシャフトを用いる例を説明したが、これに限定するものではなく、モータ１の回転をインペラ２に伝達しうるものであれば、他の手段を用いることもできる。例えば、モータ１用シャフトと、インペラ２用シャフトとの間をギヤ、チェーン、ベルト等を用いて連結して回転を伝達するようにしてもよい。
　【００６７】
　つぎに、熱調整部１１の適切な長さ（距離）について検討した。
　【００６８】
　熱調整部１１の適切な長さは、熱調整部１１に対応するシャフト３の長さと、熱調整ハウジング１２の長さを適切に設定する。理論計算および試験により、モータ部２０入口が適当な設定温度となる長さ、シャフト３の径、熱調整ハウジング１２の板厚等を求めることができる。
　【００６９】
　低温の液相部と常温の気相部を分けるために適切な熱調整部１１の長さ決定のため、シャフト３の温度分布試験を行った。この結果、下記に詳細を述べるように、下記の表１に示すよう、−３０〜１０℃の範囲で、シャフト３の径に対して液体窒素液面からの必要な距離が求められた。
　【００７０】
　シャフト３の先端が液体窒素に浸漬された状態の時のシャフト径と伝熱による温度変化およびシャフト３の径と温度安定時の温度分布を調べた。
　【００７１】
（試験条件）
ポンプシャフト：同じ材質のＳＵＳ３０４の丸棒を使用した。
シャフト径：直径１０，２０，３０ｍｍのものを使用した。
雰囲気温度：室温（２０〜２２℃）
雰囲気環境：自然対流状態
外気温度：２０℃
（測定機器）
温度測定および記録：ポータブルマルチロガー　ＺＲ−ＲＸ４０（オムロン製）
熱電対：Ｋタイプ熱電対
　【００７２】
（試験方法）
　図４は、試験方法のイメージを示す図である。
　（１）φ１０、２０および３０ｍｍのＳＵＳ３０４丸棒の下部先端から、０．１５、０．２０、０．２５、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５および０．６０ｍの位置に熱伝対を貼り付ける。
　（２）ＳＵＳ３０４丸棒の先端から０．１０ｍまで液体窒素に浸漬させ、常に液体窒素の液面が先端から０．１０ｍの位置となるように液体窒素を補充する。
　（３）液化窒素浸漬直後より温度を計測し、記録した。計測位置は液体窒素液面から５０ｍｍ間隔で５０ｍｍ〜５００ｍｍの位置とした。
　【００７３】
（測定結果）
　図５は、直径１０ｍｍ−ＳＵＳ３０４丸棒の表面温度の変化（液面から各距離）を示す。
　図６は、直径２０ｍｍ−ＳＵＳ３０４丸棒の表面温度の変化（液面から各距離）を示す。
　図７は、直径３０ｍｍ−ＳＵＳ３０４丸棒の表面温度の変化（液面から各距離）を示す。
　【００７４】
（シャフト径と伝熱による温度変化まとめ）
　直径１０ｍｍのＳＵＳ３０４丸棒の場合、試験開始後４０分程度で温度変化が安定した。
　直径２０ｍｍのＳＵＳ３０４丸棒の場合、試験開始後１００分程度で温度変化が安定した。
　直径３０ｍｍのＳＵＳ３０４丸棒の場合、試験開始後１５０分程度で温度変化が安定した。
　【００７５】
　図８は、シャフト径と温度安定時の温度分布を示す図である。
　試験結果より、全てのシャフト径における温度安定時間をやや余裕を持って試験開始後１７０分として温度安定時の温度分布をグラフ化した。
　表１は、各シャフト径の安定温度と液体窒素液面からの距離をグラフから読み取り、まとめたものである。
　【表１】
　【００７６】
　つぎに、シャフトおよび熱調整ハウジング１２の温度分布について、理論計算でも検討を行なった。
　【００７７】
　まず、ポンプシャフト温度分布を計算した。
　【００７８】
　（１）自然対流による表面熱伝達率を計算した（ＪＩＳ　Ａ　９５０１　２００１　５．３．３（２）垂直平面及び管の計算式参照）
　【００７９】
＜式＞
　ｈｃｖ＝２．５６×Δθ＾０．２５×｛（ω＋０．３４３８）／０．３４８｝＾０．５
　ｈｃｖ：対流による表面熱伝達率（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））
　Δθ：温度差（Ｋ）（液化窒素温度７７Ｋ、室温２９３Ｋとして計算）
　ω：風速（ｍ／ｓ）（自然対流の場合０ｍ／ｓとして計算）
＜計算＞
　ｈｃｖ＝２．５６×（２９３−７７＾０．２５×｛（０＋０．３４３８）／０．３４８｝＾０．５
　＝９．８１４（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））
　【００８０】
　（２）簡易温度分布計算
　（１）で得られた結果を用いて簡易温度分布を計算（吉田駿著，伝熱学の基礎，株式会社理工学社，ｐ．３６〜３９，（１９９９））
＜仮定＞
・温度は軸に直角な断面上では一様である。
・表面から周囲流体（温度Ｔｂ）への熱伝達率α（上記計算値のｈｃｖ）は全面にわたって一様である。
・断面積Ａも周長Ｓも軸方向に一定である。
・熱伝導率λは一定である。
＜計算条件＞
　全長　Ｈ＝０．５ｍ
　液化窒素温度　Ｔ０＝７７Ｋ
　室温　Ｔｂ＝２９３Ｋ
　熱伝達率　α＝９．８１４（（１）計算値）
　シャフト径　φ＝３０ｍｍ（材質ＳＵＳ３０４）
　シャフト周長　Ｓ＝０．０９４２ｍ
　シャフト断面積　Ａ＝７．０６５×１０−４
　ＳＵＳ３０４熱伝導率（室温，２９３Ｋ）　λ＝１５．９Ｗ／（ｍ・Ｋ）
　（日本熱物性学会編：新偏熱物性ハンドブック，株式会社養賢堂，ｐ．２１３，（２００８））
＜計算＞
（ｘは液面から温度計測点までの距離（ｍ）、その点の温度をＴとする）
　ｍ＝（（α×Ｓ）／（λ×Ａ））＾０．５　ｍ−１…（式２・７３より）
Ｈ）＋ｅ＾（−ｍＨ））…（式２・７９より）
　上記式を解き、簡易の温度分布を求めた。
＜計算結果＞
　【表２】
　【００８１】
　（３）簡易温度分布における温度補正
　（Ａ）（２）の簡易温度分布で得られた温度時のそれぞれの計算点における放射による表面熱伝達率を求め、（１）の計算値と合わせて表面熱伝達率とする（ＪＩＳ　Ａ　９５０１　２００１　５．３．３（１）参照）。
ｈｒ＝ａｒ×Ｃｒ（Ｗ／（ｍ２Ｋ））
ａｒ＝（（Ｔｓｅ）４−（Ｔａ）４）／（Ｔｓｅ−Ｔａ）　（Ｋ３）
Ｃｒ＝ε・σ　　　（Ｗ／（ｍ２・Ｋ４））
ｈｒ：放射による表面熱伝達率（Ｗ／（ｍ２Ｋ）
Ｔｓｅ：（２）の計算で得られたそれぞれの距離における温度（Ｋ）
Ｔａ：室温（２９３Ｋ）
ε：０．３０（ステンレス鋼板の数値を使用）
σ：ステファン・ボルツマン定数　５．６７×１０＾−８（Ｗ／（ｍ＾２・Ｋ＾４）
表面熱伝達率（ｈｓｅ）（ＪＩＳ　Ａ　９５０１　２００１　５．３．３参照）
ｈｓｅ＝ｈｒ＋ｈｃｖ
　ｈｃｖ：（１）の計算値
＜計算結果＞
　【表３】
　【００８２】
　（Ｂ）（２）の簡易温度分布で得られた温度時のそれぞれの計算点における熱伝導率を求める。
　各温度におけるＳＵＳの熱伝導率は、信貴豊一郎監修：低温工学ハンドブック、株式会社内田老鶴圃新社、ｐ．１９７、（１９８２）に記載のＴ＞１Ｋにおける各種物質の熱伝導率のグラフから６０Ｋ、１００Ｋにおける熱伝導率を読取り、（２）の計算で使用した２９３Ｋの熱伝導率にて６０Ｋ−１００Ｋ間の近似一次関数式、１００Ｋ−２９３Ｋ間の近似一次関数式を導き、それぞれの計算点における熱伝導率とした。
＜計算結果＞（それぞれの点ｘにおける温度Ｔの熱伝導率をλ２とする）
　【表４】
　【００８３】
　上記（Ａ）の計算値をα、（Ｂ）の計算値をλとして（２）の計算を再度実施し、計算による温度分布値とした。
＜計算条件＞
　全長　Ｈ＝０．５ｍ
　液化窒素温度　Ｔ０＝７７Ｋ
　室温　Ｔｂ＝２９３Ｋ
　表面熱伝達率　α＝（Ａ）で求めたｈｓｅの値
　シャフト径　φ＝３０ｍｍ（材質ＳＵＳ３０４）
　シャフト周長　Ｓ＝０．０９４２ｍ
　シャフト断面積　Ａ＝７．０６５×１０−４
　ＳＵＳ３０４熱伝導率　λ＝（Ｂ）の計算で求めたλ２の値Ｗ／（ｍ・Ｋ）
＜計算＞
（ｘは液面から温度計測点までの距離（ｍ）、その点の温度をＴ２とする）
　ｍ＝（（α×Ｓ）／（λ×Ａ）＾０．５　　ｍ−１…（式２・７３より）
（ｍＨ）＋ｅ＾（−ｍＨ））…（式２・７９より）
　上記式を解き、温度分布を求めた。
＜計算結果＞
　【表５】
　【００８４】
　（４）ポンプシャフト径をφ１０ｍｍ、２０ｍｍに対しても同様に（１）〜（３）の計算を行うと図９のような結果が得られ、代表的に温度と液体窒素液面からの距離の数値を読み取ると表６のようになる。
＜計算結果＞
　【表６】
　【００８５】
（熱調整ハウジング温度分布の計算）
　ポンプシャフトと同様の考えで熱調整ハウジング（材質ＳＵＳ３０４）の板厚の違いによる温度分布を求めると図１０のようになる（上記計算（１）〜（４）にて計算）。なお、熱調整ハウジングの内径は１００ｍｍとして計算した。
　【００８６】
　これらの試験および理論計算の結果からわかる通り、実測値、理論値とも同様の結果形態を示している。これらに従ってシャフトと熱調整ハウジングの設計を行なえば、本発明は十分に実施可能であることがわかる。
　【符号の説明】
　【００８７】
　１：モータ
　２：インペラ
　３：シャフト
　４ａ：耐圧壁
　４ｂ：耐圧壁
　５：モータ用空間
　６：導入流路
　７：ボリュートハウジング
　８：吐出部
　９：インペラ用空間
１０：インデューサ
１１：熱調整部
１２：熱調整ハウジング
１３：シャフト用空間
１４：密閉空間
１５：フィン
１６：軸受け
１７：冷却ファン
１８：ファンカバー
１９：ポンプ部
２０：モータ部
２１ａ：外壁
２１ｂ：外壁
２２ａ：圧力壁
２２ｂ：圧力壁
２４：ファン
２５：インナーマグネット
２６：耐圧カバー
２７：アウターマグネット
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　モータによってインペラが回転駆動されることにより、低温液化ガスに圧力差を与えてポンプ移送する低温液化ガス用ポンプであって、
　上記モータとインペラは、それらの間で回転駆動を伝達する回転伝達手段で連結され、　上記モータとインペラは、モータが上側にインペラが下側になるよう配置され、
　上記モータおよびインペラがそれぞれ、互いに連通して低温液化ガスが導入される密閉空間内に存在し、
　上記密閉空間は、それぞれ密閉空間の一部をなす、モータ用空間、インペラ用空間および回転伝達手段用空間を備えて構成され、
　上記モータ用空間は低温液化ガスの液面より上側に、上記インペラ用空間は低温液化ガスの液面より下側に配置され、
　上記モータとインペラの間には、上記回転伝達手段用空間と、その内部に存在する回転伝達手段の一部と、上記回転伝達手段用空間を形成するための熱調整ハウジングに熱を付与するための熱付与手段とを含んで構成されることにより、低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに、低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための熱調整部が設けられ、
　上記モータが存在するモータ用空間は、
ポンプの内部に引き込まれた低温液化ガスが、インペラによって動力が与えられて排出されるときに、行き止まりとなったモータの方には入らないようにし、低温液化ガスの液相内にインペラを存在させるよう保つとともに、低温液化ガスの気相内にモータを存在させるよう保つための
　ことを特徴とする低温液化ガス用ポンプ。
　【請求項２】
　上記回転伝達手段は、モータの回転軸とインペラの回転軸の双方に対して同軸状の１または２以上のシャフトを含んで構成されている請求項１記載の低温液化ガス用ポンプ。