JPH0116354B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、船舶等の移動体に設けられる液体
貯蔵タンク内に設置されるポンプ装置の改良に関
するものである。

一般に、タンク内に液体排出用として、サブマ
ージド型ポンプ装置が種々提案されている。通
常、この種のポンプ装置は、タンクの底部内に配
置するものであるから、ポンプ装置のタンク内底
部への固定化手段や保守点検を行い得るようタン
ク内から随時引き揚げができるようにするための
手段およびポンプ装置を駆動するための電源系統
の安全な設備が必要とされる。

従来、この種のポンプ装置においては、タンク
の頂部から底部に至るポンプ自体を収納しかつ案
内する密封された管体を配設し、タンク底部にお
いてポンプ吸込口がタンク内に開口するよう構成
することにより、タンク内の液体貯留部と隔離さ
れた前記管体内部にポンプの懸架手段、吐出配
管、電源用ケーブルを比較的簡単な構成によりし
かも安全に収納配置している。しかしながら、こ
の種のポンプ装置においては、管体がポンプ全体
を収納し得る大径構造のため、貯留容積の大きな
タンクでは液圧に充分耐えるような強靭な構成と
する必要があり、使用材料の選定によつて製造コ
ストが嵩む難点がある。また、管体の下端部にポ
ンプ吸込口の開閉を円滑に行い得る開閉手段を設
けたり、揺動等によつて管体に生じるねじり応力
を防止するための固定化手段を設ける必要があ
り、全体的構成が複雑化するばかりでなく組立作
業も面倒となり、工期並びに設備費が大幅に増大
する欠点がある。

このような観点から、ポンプ自体を直接タンク
内に浸漬するよう構成すると共にポンプ揺動を防
止するためにタンク内にポンプ固定用支柱を取付
けたポンプ装置も提案されている。しかしなが
ら、爆発性の液化ガスを貯蔵してこれを常温加圧
または常圧低温に保持するタンクにおいては、ポ
ンプ駆動用の電源系統を安全に接続するために特
殊導電ケーブルを使用したり、ポンプをタンク外
に引き揚げる際の安全性を確保するための設備が
必要となるが、満足し得るものは未だ提案されて
いない。また、この種のポンプ装置においては、
タンク内貯留液の動的荷重は軸直角方向に大きく
作用するため、軸直角方向に対する確実な支持固
定も望まれるが、従来装置はこの点につき充分満
足すべき構造のものではなかつた。

そこで、本発明者等は、前述した従来装置の問
題点を全て克服すべく種々検討を重ねた結果、モ
ータポンプユニツトと支持管とを略同径に構成し
てこれらを上下の関係で分解自在にかつ液密・固
定的に連結して前記支持管をモータポンプユニツ
トの保持装置および吐出流体路として構成するこ
とにより、前記問題点を一挙に解消し得ることを
突き止めた。

従つて、本発明の目的は、剛固な構成にして工
場生産を可能にし、組立並び分解作業が容易にし
て安定なポンプ動作を達成することができ、安全
性と信頼性とを高めることができる耐久性に優れ
たサブマージド型ポンプ装置を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明において
は、下部に吸込口を備えたモータポンプユニツト
を設け、このモータポンプユニツトの上端部にこ
れと略同径の支持管を前記モータポンプユニツト
に対して分解自在にかつ液密・固定的に連結し、
この支持管の上端部をタンクの頂部に設けた開口
部に取付けてモータポンプユニツトをタンク内に
吊下げ保持することを特徴とする。

前記のポンプ装置において、モータポンプユニ
ツトは、キヤンドモータポンプからなり、ポンプ
吐出流路をキヤンドモータ部の外周に円筒状に構
成してその上端部において支持管内部と連通する
よう構成すれば好適である。

また、支持管は円筒管体からなり、内部に導電
ケーブルを収納する管を配設する。この場合、支
持管の下端部にモータポンプユニツトと接続する
接続管部を分解自在にかつ液密・固定的に連結
し、この接続管部に外部から導入する導電ケーブ
ルとモータポンプユニツトから導出される導電ケ
ーブルとを接続固定するための画室を設ければ好
適である。

一方、支持管の上端部にフランジ状に構成した
蓋板を密閉固定し、この蓋板に流体導出管を連通
接続すると共に導電ケーブル収納管を挿通配置す
れば好適である。

キヤンドモータポンプのキヤンドモータ部は、
ポンプ室との間にスラスト軸受機構を設け、この
スラスト軸受機構の一部よりポンプ吐出流体の一
部を導入してこれをキヤンドモータ部内に導入す
ると共にキヤンドモータ部の上端部よりタンク内
に環流するよう構成すれば好適である。この場
合、キヤンドモータポンプの吐出流路の一部にデ
イフユーザ部を設け、このデイフユーザ部の下流
側に吐出流体と直角方向にキヤンドモータ部内に
導入する流体の導入開口部を設ける。

また、キヤンドモータポンプのモータロータ軸
の上端部に上部軸受と連通する流体通孔を穿設す
ると共にこの通孔をポンプ吐出流路と連通する連
通管と連結してポンプ吐出流体を補給するよう構
成すれば好適である。

導電ケーブル収納管に装入する導電ケーブル
は、複数本の支柱を並設してこれらと一体的に結
合固定すれば好適である。

さらに、モータポンプユニツトの外周部にその
軸方向に対し柔に作用しかつ軸直角方向に対し剛
に作用する支持装置を固着すると共にこの支持装
置をタンク内底部に固定すれば好適である。

次に、本発明に係るサブマージド型ポンプ装置
の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細
に説明する。

第１図において、参照符号１０はモータポンプ
ユニツト、１２は支持管を示し、支持管１２はモ
ータポンプユニツト１０の外径と略同径に構成し
てモータポンプユニツト１０と上下の関係で連通
接続する。支持管１２の上端部は、液体貯留タン
ク１４の頂部に設けた開口部１６に固定すると共
にモータポンプユニツト１０の下端部を前記タン
ク１４の底面に対し若干離間させて位置決めす
る。そして、モータポンプユニツト１０の外周部
には、タンク１４の底部に対し固定する支持装置
１８を配設する。本発明ポンプ装置は、基本的に
前記構成からなるものであるが、前記各構成部分
の詳細につき以下説明する。

第２図は、第１図に示すポンプ装置の要部断面
図を示す。モータポンプユニツト１０は、キヤン
ドモータポンプ構造を有し、下端部にポンプ室２
０と連通する吸込口２２を備え、ポンプ室２０内
には自動スラストバランス機構を具備したインペ
ラ２４が配設されている。ポンプ室２０と隣接し
てスラスト軸受機構２６が設けられ、このスラス
ト軸受機構２６の上部にキヤンドモータ部２８が
設けられる。しかるに、前記ポンプ室２０の外周
部に吐出口３０を開口し、この吐出口３０を形成
するポンプケーシング３２を上方に延在させてそ
の内周部には前記スラスト軸受機構２６を囲繞固
定するケーシング３４との間に円筒状の吐出流路
３６を形成する。そして、前記スラスト軸受機構
２６を囲繞固定するケーシング３４と連設するキ
ヤンドモータ部２８の外部モータケーシング３８
に対してもこれと若干離間させて囲繞するよう前
記ポンプケーシング３２を延在させて吐出流路３
６を延長する。キヤンドモータ部２８は、同心的
に配置された外部モータケーシング３８と内部モ
ータケーシング４０との間にモータステータ４２
を密閉収納し、内部モータケーシング４０内に密
閉構造のモータロータ４４を配置し、このモータ
ロータ４４のモータロータ軸４６の一端部を延長
して前記ポンプ室２０内に配置されるインペラ２
４の支持軸となる共通軸を構成する。モータロー
タ４４の両端において、前記モータロータ軸４６
を下部軸受４８および上部軸受５０で軸支してモ
ータロータ４４の両端部にそれぞれ下部モータロ
ータ室５２および上部モータロータ室５４を形成
する。なお、上部モータロータ室５４と隣接して
モータロータ軸４６の上端部を囲繞する上部流体
室５６を設ける。

一方、スラスト軸受機構２６は、モータロータ
軸４６に軸支したスラスト軸受５８を備え、この
スラスト軸受５８の上下面にそれぞれスラスト軸
受５８と当接するスラストワツシヤ６０をスラス
ト軸受ハウジング６１に固定配置したものであ
る。このスラスト軸受ハウジング６１を囲繞固定
するケーシング３４は、ポンプケーシング３８と
の間に形成される吐出流路３６の一部にデイフユ
ーザ部６２を一体的に形成するよう構成すると共
にその下流側の一部に適宜吐出流路３６と直交す
るように開口部６４を設けてポンプ吐出流体の一
部をスラスト軸受ハウジグ６１内に導入するよう
構成する。従つて、ハウジング６１内に導入した
流体は、スラスト軸受機構２６を潤滑させると共
に適宜下部軸受４８に設けた間隙を介して直接お
よび下部軸受４８を潤滑しながら下部モータロー
タ室５２内に流入させるようにする。

このようにして、下部モータロータ室５２に導
入された流体は、内部モータケーシング４０とモ
ータロータ４４との間隙を通り、この間にモータ
部の冷却を行つて上部モータロータ室５４に流入
し、次いで直接および上部軸受５０を潤滑しなが
ら上部流体室５６に流入する。そして、上部流体
室５６に導入された流体は、キヤンドモータ部２
８のエンドプレート６６に穿設した排出口６８を
介してポンプケーシング３２の外部すなわちタン
ク１４内に環流するようにする。なお、本実施例
においては、上部軸受５０に対する潤滑流体の不
足を補うため、モータロータ軸４６に前記上部軸
受５０と軸端とを連通する流体通孔７０を穿設
し、一方モータロータ軸４６と同軸に上部軸受ハ
ウジング６７を貫通する連通管７２を配設してこ
の連通管７２の一端部を前記モータロータ軸４６
に回転自在に連結して流体通孔７０と連通させ、
さらに前記連通管７２の他端部をポンプ吐出流路
と連通するよう構成する。このように構成するこ
とにより、キヤンドモータ部２８の上部よりポン
プ吐出流体の一部を上部軸受５０の潤滑用として
導入することができる。

また、本発明ポンプ装置における支持管１２
は、モータポンプユニツト１０の外径と略同径の
外径を有する管体７４からなり、この管体７４の
下端部には同径に構成した接続管体７６をフラン
ジ結合等により分解自在に液密・固定的に連結す
る。そして、この接続管体７６の下端部を前記モ
ータポンプユニツト１０のエンドプレート６６お
よび上部軸受ハウジング６７で閉塞した上端部と
フランジ結合等により分解自在に液密・固定的に
連結する。なお、前記エンドプレート６６には適
宜通孔７８を設けてポンプケーシング３２の内部
に形成した吐出流路３６と支持管１２の内部に形
成される排出路８０とを相互に連通する。管体７
４の内部には、細径の導電ケーブル収納管８２を
管体７４の内壁面に沿つて固定配置する。また、
接続管体７６の内部にも、前記導電ケーブル収納
管８２と対応させて画室８４を設け、この画室８
４を前記管体７４の導電ケーブル収納管８２と連
通すると共にエンドプレート６６を貫通してキヤ
ンドモータ部２８のモータステータ４２を収納す
る室と連通し、外部から導入される導電ケーブル
８６とモータステータ４２から導出される導電ケ
ーブル８８とを前記画室８４内で適宜接続端子９
０を介して接続固定する。導電ケーブル収納管８
２内には、装入される導電ケーブル８６と平行に
複数本のワイヤロープからなる支柱９２を挿入
し、これら導電ケーブル８６と支柱９２とを前記
収納管８２内に一体的に固定する。

このように構成される支持管１２は、その上端
部を蓋板９４で密閉固定すると共に、蓋板９４の
一部に流体導出管９６を接続配置すると共に前記
導電ケーブル収納管８２を突出させる。そして、
タンク外部に導出された導電ケーブル収納管８２
は、適宜端子箱９８と連通接続する。なお、前記
蓋板９４は、管体７４に対するフランジ部を形成
するよう構成し、これをタンク１４の頂部に設け
た開口部１６に着脱自在に懸架固定する。

さらに、本発明ポンプ装置における支持装置１
８は、第１図および第３図に示すように構成され
る。すなわち、本発明においては、キヤンドモー
タ部２８のポンプケーシング３２の外周部にそれ
ぞれ対称的に複数の長尺板ばね１００の一端部を
それぞれ固着し、これら長尺板ばね１００の他端
部をタンク１４の底部に固着した固定部材１０２
にそれぞれ固着する。このように構成することに
より、支持装置１８はモータポンプユニツト１０
の上下の軸方向には柔に作用し、また左右の軸直
角方向には剛に作用させて、ポンプ装置の理想的
な支持を達成することができる。なお、前記板ば
ね１００の構成は、図示例のように平板状のもの
を水平に固定するだけでなく、板ばね１００を適
宜湾曲成形して軸方向に対する柔軟性を高めた
り、または板ばね１００の両固定端を蝶番結合等
により回転自在に固定したり、板ばねの代用とし
て丸棒を使用する等その形状並びに固定部材１０
２に対する固着手段につき設計変更を施すことが
できることは勿論である。

前述した実施例の記載から明らかなように、本
発明ポンプ装置は、従来装置では見られない多く
の新規な構成を有しており、以下それらの新規な
構成につき得られる作用効果を説明する。

(1) モータポンプユニツトと支持管とを略同径の
構造として分解自在に接合し、支持管はポンプ
吐出流体の排出路と導電ケーブルの案内管とし
て好適に利用することができ、これらを予めタ
ンク外部で組立ててからタンク内に設置するこ
とができるので、タンク内部での取付工事等が
大幅に削減され、工期の短縮と共にポンプ装置
の信頼性を向上することができる。

(2) また、支持管には、モータポンプユニツトと
の接続部に分解可能な接続管部を設けて、ここ
に外部から導入される導電ケーブルとモータポ
ンプユニツトから導出される導電ケーブルとを
それぞれ接続する接続端子収納画室を設けるこ
とにより、導電ケーブルの接続が簡便になると
共に絶縁性も向上し、安全性が高められる。

(3) 外部から導入する導電ケーブルは、支持管の
内周壁部に固定した専用の収納管に装入するた
め、絶縁保護が完全となり、高価な特殊導電ケ
ーブルを使用することなく、一般的な導電ケー
ブルが採用でき、製造コストの低減を図ること
ができる。

(4) モータポンプユニツトは、キヤンドモータポ
ンプで構成し、ポンプ室とキヤンドモータ部と
の間にスラスト軸受機構を介在させ、しかもこ
のスラスト軸受機構よりポンプ吐出流体の一部
を軸受の潤滑用およびモータ部の冷却用として
導入し、キヤンドモータ部の上端部よりモータ
ポンプユニツトの外部へ直接排出するよう構成
したため、モータロータのオーバハングを短か
くして軸振れを少なくし、しかも発生ガスの抜
けを良好にすることができる。この場合、ポン
プ吐出口の一部にデイフユーザ部を設けて、こ
のデイフユーザ部の下流側に流体の流れと直角
方向に潤滑および冷却用流体の導入口を開口し
たことにより、ポンプ吐出流体中に含まれる気
泡の混入を除去し得ると共に前記導入口にフイ
ルタ等を設ければ常にセルフクリーニング作用
が行われて異物の混入を防ぐことができる。さ
らに、モータロータ軸の上端部よりポンプ吐出
流体の一部を導入してこれを上部軸受内面に補
給することにより、上部軸受に発生し易いガス
滞留を除去することができる。

(5) さらに、モータポンプユニツトを支持する支
持装置は、上下の軸方向に対し柔に作用し、ま
た左右の軸直角方向に対し剛に作用する構成で
あるから、タンク内の貯留液体の動的荷重に対
して有効であり、ポンプ装置全体に対し無理な
応力がかかるのを回避することができ、堅固で
かつ長寿命のサブマージド型ポンプ装置を得る
ことができる。

(6) 従つて、本発明ポンプ装置は、船舶用タンク
は勿論のこと、凡ゆる移動タンクや固定タンク
に対する各種液体の排出用ポンプ装置として広
範に応用することができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサブマージド型ポンプ装
置の一実施例を示す側面図、第２図は第１図に示
すポンプ装置の要部断面側面図、第３図は第１図
に示す支持装置の取付状態平面図である。 １０……モータポンプユニツト、１２……支持
管、１４……タンク、１６……開口部、１８……
支持装置、２０……ポンプ室、２２……吸込口、
２４……インペラ、２６……スラスト軸受機構、
２８……キヤンドモータ部、３０……吐出口、３
２……ポンプケーシング、３４……ケーシング、
３６……吐出流路、３８……外部モータケーシン
グ、４０……内部モータケーシング、４２……モ
ータステータ、４４……モータロータ、４６……
モータロータ軸、４８……下部軸受、５０……上
部軸受、５２……下部モータロータ室、５４……
上部モータロータ室、５６……上部流体室、５８
……スラスト軸受、６０……スラストワツシヤ、
６１……スラスト軸受ハウジング、６２……デイ
フユーザ部、６４……開口部、６６……エンドプ
レート、６７……上部軸受ハウジング、６８……
排出口、７０……流体通孔、７２……連通管、７
４……管体、７６……接続管体、７８……通孔、
８０……排出路、８２……導電ケーブル収納管、
８４……画室、８６……導電ケーブル、８８……
導電ケーブル、９０……接続端子、９２……支
柱、９４……蓋板、９６……流体導出管、９８…
…端子箱、１００……板ばね、１０２……固定部
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下部に吸込口を備えたモータポンプユニツト
   を設け、このモータポンプユニツトの上端部にこ
   れと略同径の支持管を前記モータポンプユニツト
   に対して分解自在にかつ液密・固定的に連結し、
   この支持管の上端部をタンクの頂部に設けた開口
   部に取付けてモータポンプユニツトをタンク内に
   吊下げ保持することを特徴とするサブマージド型
   ポンプ装置。 ２ モータポンプユニツトは、キヤンドモータポ
   ンプからなり、ポンプ吐出流路をキヤンドモータ
   部の外周に円筒状に構成してその上端部において
   支持管内部と連通するよう構成してなる特許請求
   の範囲第１項記載のポンプ装置。 ３ 支持管は円筒管体からなり、内部に導電ケー
   ブルを収納する管を配設してなる特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のポンプ装置。 ４ 支持管の下端部にモータポンプユニツトと接
   続する接続管部を分解自在にかつ液密・固定的に
   連結し、この接続管部に外部から導入する導電ケ
   ーブルとモータポンプユニツトから導出される導
   電ケーブルとを接続固定するための画室を設けて
   なる特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載のポンプ装置。 ５ 支持管の上端部にフランジ状に構成した蓋板
   を密閉固定し、この蓋板に流体導出管を連通接続
   すると共に導電ケーブル収納管を挿通配置してな
   る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに
   記載のポンプ装置。 ６ キヤンドモータポンプのキヤンドモータ部
   は、ポンプ室との間にスラスト軸受機構を設け、
   このスラスト軸受機構の一部よりポンプ吐出流体
   の一部を導入してこれをキヤンドモータ部内に導
   入すると共にキヤンドモータ部の上端部よりタン
   ク内に環流するよう構成してなる特許請求の範囲
   第２項記載のポンプ装置。 ７ キヤンドモータポンプの吐出流路の一部にデ
   イフユーザ部を設け、このデイフユーザ部の下流
   側に吐出流体と直角方向にキヤンドモータ部内に
   導入する流体の導入開口部を設けてなる特許請求
   の範囲第６項記載のポンプ装置。 ８ キヤンドモータポンプのモータロータ軸の上
   端部に上部軸受と連通する流体通孔を穿設すると
   共にこの通孔をポンプ吐出流路と連通する連通管
   と連結してポンプ吐出流体を補給するよう構成し
   てなる特許請求の範囲第６項または第７項記載の
   ポンプ装置。 ９ 導電ケーブル収納管に装入する導電ケーブル
   は、複数本の支柱を並設してこれらと一体的に結
   合固定してなる特許請求の範囲第３項または第４
   項記載のポンプ装置。 １０ モータポンプユニツトの外周部にその軸方
   向に対し柔に作用しかつ軸直角方向に対し剛に作
   用する支持装置を固着すると共にこの支持装置を
   タンク内底部に固定してなる特許請求の範囲第１
   項乃至第９項のいずれかに記載のポンプ装置。