JPH01174231A - キャンドモータないしは浸水型モータ駆動の高温高圧流体ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばボイラ循環ポンプや原子力発電設備用
ポンプなどに用いられる無漏洩タイプの浸水型モータな
いしはキャンドモータ駆動の高温高圧流体ポンプに関す
る。

〔従来の技術〕

一般に、この種の高温高圧流体ポンプは、据付工事ある
いは保守に際しての分解組立作業などを有利にするため
に、モータ部を上位に設定した竪型に構成されている。

そしてこのポンプ装置には、高温に曝されるモータを冷
却するための外部熱交換器が付設されている。

すなわち、第２図に例示するキャンドモータ高温高圧流
体ポンプ１０　（以降キャンドモータポンプと略称する
）において、ポンプ本体１２は、キャンドモータ１４を
収納するモータ室１６を有するモータ部１８がポンプイ
ンペラ２０を収納するポンプ室２２を有するポンプ部２
４の上位に設定され、そしてポンプ部２４に付設された
ベース２６を介して所定の基礎上に竪型に据付けられる
ように構成されている。なお、キャンドモータ１４とイ
ンペラ２０とはネック部２８を環状隙間・３０を介して
貫通する駆動軸３２により連結されており、したがって
モータ室１６とポンプ室２２とは封止部を有せず連通さ
れている。また、ポンプ本体１２の側部には連結管３４
．３６を介して外部熱交換器３８が配設されると共にモ
ータ室１６内における駆動軸３２の先端部には冷却循環
流体用の補助ポンプ４０が取付けられており、これによ
りキャンドモータ１４を冷却するように構成されている
。

なお、外部熱交換器３８には配管４２．４４を介して冷
却水が供給され、冷却循環流体が冷却される。

このように構成されたキャンドモータポンプ１０は、そ
の運転中にはキャンドモータ１４で駆動されるインペラ
２０により高温高圧流体が漏洩を発生することなく圧送
されると共に、同じくキャンドモータ１４で駆動される
補助ポンプ４０により冷却循環流体がモータ室１６の上
部−モータ室１６の下部一連結管３６−外部熱交換器３
８一連結管３４−モータ室１６の上部の経路を循環され
る。そしてこれにより、前記冷却循環流体は外部熱交換
器３日内において配管４２．４４を介して供給される冷
却水により常時所定の温度まで冷却されているので、キ
ャンドモータ１４は高温のポンプ室２２に連通されたモ
ータ室１６内に位置していても、そのモータ巻線の温度
は許容温度以下（通常５０〜６０’ｃ）に冷却保持され
る。このようにして、キャンドモータポンプ１０は、キ
ャンドモータ１４の許容温度内において連続してしかも
無漏洩の状態で高温高圧流体を圧送することができる。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上説明したように、前述したような構成になる従来の
キャンドモータポンプによれば、高温高圧流体をキャン
ドモータの許容温度内において無漏洩且つ連続して圧送
することができる。

しかしながら、このようなキャンドモータポンプにおい
ては、ポンプ停止後の起動再開時に次に述べるような問
題点を有し、その克服のために特別の駆動軸冷却装置を
必要とする欠点があった。

すなわち、第２図にお°いて、キャンドモータポンプ１
０が運転を停止されると、ポンプ室２２内には高温（低
密度）の流体が、モータ室１６内には低温（高密度）の
流体が、外部熱交換器３８内には更に低温（更に高密度
）の流体が充満しているので、モータ室１６と外部熱交
換器３８との間には外部熱交換器３８一連結管３６−モ
ータ室１６の下部−モータ室１６の上部−連結管３４−
外部熱交換器３８の経路を循環する低温流体の自然循環
が発生する。またこれと同時に、ネック部２８の環状隙
間３０部においてはモータ室１６下部に一方向から上向
きに循環される低温流体とポンプ室２２内の高温流体と
の間で上下方向の対流が発生する。しかるにこの対流は
、通常第３図に示すように一方の半円環状隙間３０ａに
おいては低温流体が下降し他方の半円環状隙間３０ｂに
おいては高温流体が上昇するので、回転を停止している
駆動軸３２はその表面温度を直径方向対称的に冷熱され
て軸線方向に湾曲される。このため、この種のキャンド
モータポンプ１０においては、モータ室１６の頂部にポ
ンプ室２２内流体圧力より更に高圧の冷却流体を供給す
る冷却配管４６を含む駆動軸冷却装置が設けられており
、運転停止後のポンプ起動に際しては、操作バルブ４８
を操作して一定時間冷却流体をモータ室１６ならびにネ
ック部環状隙間３０の全周面を通してポンプ室２２内に
注入し、駆動軸３２の表面温度を゛均一化して軸線方向
の湾曲を矯正し、もって駆動軸３２の前記湾曲に基因す
るポンプ起動不能などのトラブルを防止するよう構成さ
れている。

このように、従来のこの種の高温高圧流体ポンプは特別
の駆動軸冷却装置を必須とするものであった。しかもこ
の駆動軸冷却装置は、前述したことから明らかなように
、極めて高圧の冷却用流体供給ポンプ装置（図示せず）
や冷却流体すなわちポンプ取扱流体と同じ流体を低温状
態で貯留する装置（図示せず）などを必要とし、このた
め、構成を複雑にしコストを上昇すると共に、運転エネ
ルギコストも上昇するものであった。更に、ポンプは駆
動軸冷却装置の所定時間作動後でなければ始動できない
ので、緊急の事態に対処できないものであった。

そこで、本発明の目的は、前述の駆動軸冷却装置のよう
な特別の装置を設けることなく、ポンプの運転停止時に
おける駆動軸の湾曲変形を防止することができるキャン
ドモータないしは浸水型モータ駆動の高温高圧流体ポン
プを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

先の目的を達成するために、本発明に係るキャンドモー
タないしは浸水型モータ駆動の高温高圧流体ポンプは、
モータ部上位、ポンプ部下位でモータ室とポンプ室との
間に封止部を有しないポンプ本体と、このポンプ本体の
外部に連結されモータを冷却する冷却流体を循環冷却す
る外部熱交換器とからなる竪型高温高圧流体ポンプにお
いて、外部熱交換器をモータ部の上位に配設すると共に
この外部熱交換器にその循環流体をモータ室からポンプ
室を経由して外部熱交換器へ循環するバイパス路を付設
することを特徴とする。

〔作用〕

高温高圧流体ポンプの運転停止時には、外部熱交換器に
対するバイパス路を開成する。これにより、最上位に位
置する外部熱交換器内の最低温度（最高密度）の循環流
体が次いで低温（次いで高密度）のモータ室内から高温
（低密度）のポンプ室を経由して再び外部熱交換器内へ
と自然循環される。したがって、駆動軸はその外周面を
モータ室からポンプ室へと一様に且つ連続して流下され
る前記冷却循環流体により均一に冷却される。すなわち
、特別の駆動軸冷却装置を設けることなく、ポンプの運
転停止時における駆動軸の湾曲変形が防止される。

〔実施例〕

次に、本発明に係るキャンドモータないしは浸水型モー
タ駆動の高温高圧流体ポンプ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。なお、説明の便宜上
第２図に示す従来の構造と同一構成部分については同一
参照符号を付しその詳細な説明を省略する。

第１図において、本発明に係るキャンドモータ高温高圧
流体ポンプ１０　（以降キャンドモータポンプと略称す
る）は、基本的にはポンプ本体１２と外部熱交換器５０
とから構成される。

ポンプ本体１２は、キャンドモータ１４を収納するモー
タ室１６を有するモータ部１８がポンプインペラ２０を
収納するポンプ室２２を有するポンプ部２４の上位に設
定され、キャンドモータ１４とインペラ２０を連結する
駆動軸３２はモータ室１６とポンプ室２２とを接続する
ネック部２８を環状隙間３０を介してすなわち封止部を
有することなく貫通する。そして、このポンプ本体１２
は、ポンプ部２４の下部に付設されるベース（図示せず
）を介して竪型に基礎上に据付けられる。

外部熱交換器５０はモータ部１８の上位に配設する。そ
してこの外部熱交換器５０の下部は配管５２を介してモ
ータ室１６の上部に連通し、一方その上部は配管５４．
５６を介してモータ室１６の下部に連通ずると共に配管
５４から分岐するバイパス配管５８を介してポンプ室２
２に連通ずる。また、配管５６．５８には切替操作弁６
０．６２を設ける。なお、モータ室１６内における駆動
軸３２の先端部には冷却循環流体用の補助ポンプ４０が
取付けられており、また外部熱交換器５０には冷却水を
供給する配管６４．６６が連結されている。

このような構成になる本発明のキャンドモータポンプ１
０においては、ポンプ運転中には、ポンプ室２２内の高
温高圧流体はキャンドモータ１４で駆動されるインペラ
２０により無漏洩且つ連続して圧送されると共に、この
場合操作弁６０が開成され操作弁６２が閉成されていて
モータ室１６内の循環流体は同じくキャンドモータ１４
で駆動さ乳る補助ポンプ４０によりモータ室１６の上部
−モータ室１６の下部−配管５６．５４−外部熱交換器
５０→配管５２−モータ室１６の上部の経路を強制循環
される。そしてこれにより、前記冷却循環流体は外部熱
交換器５０内において配管６４．６６を介して供給され
る冷却水により常時所定の温度まで冷却されているので
、キャンドモータ１４は高温のポンプ室２２に連通され
たモータ室１６内に位置していても、そのモータ巻線の
温度は許容温度（通常５０〜６０℃以下）内に冷却保持
される。このようにして、キャンドモータポンプ１０は
、キャンドモータ１０の許容温度内において高温高圧流
体を無漏洩且つ連続して圧送することができる。

一方ポンプ運転停止時には、操作弁６２を開成し操作弁
６４を閉成して、バイパス配管５８を経由するバイパス
路を構成する。しかるにこの場合、バイパス路内におけ
る循環流体は、最上位に位置する外部熱交換器５０内に
おいて最低温度（最高密度）を有し、中間位に位置する
モータ室１６内において中間温度（中間密度）を有し、
最下位に位置するポンプ室２２内において最高温度（最
低密度）を有するので、循環流体には外部熱交換器５〇
−配管５２−モータ室１６−ポンプ室２２−バイパス配
管５８−配管５４−外部熱交換器５０を経由する自然循
環が発生する。これにより、モータ室１６内のキャンド
モータ１４が所定の温度内に冷却維持されると共にネッ
ク部２８を貫通する駆動軸３２の外周面はモータ室１６
から環状隙間３０を通してポンプ室２２へと一様且つ連
続して流下される前記冷却循環流体により均一に冷却さ
れる。

したがって、駆動軸３２はその表面温度を均一に保持さ
れて軸方向に湾曲変形されることなく、常時支障なく運
転を再開することができる。

このように、本発明の高温高圧流体ポンプにおいては、
ポンプの運転停止中にポンプ駆動軸が湾曲変形されるこ
とがない。したがって、従来必要とされた駆動軸の変形
を矯正する複雑大型な冷却装置が不要となり、ポンプ全
体を安価に構成することができると共に運転コストを低
減することができる。更に、従来必要とされた運転再開
のための準備時間を無くすると共に、また、前記駆動軸
冷却装置の故障などによって発生した運転再開不能や運
転再開時のトラブルなどを解消することができる。

以上、本発明を好適な実施例について説明したが、本発
明はその精神を通説することなく多くの設計変更が可能
であることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るキャンドモータない
しは浸水型モータ駆動の高温高圧流体ポンプは、モータ
部をポンプ部の上位に設定し、ポンプ本体の外部にモー
タの冷却流体を循環冷却する外部熱交換器を配置した高
温高圧流体ポンプにおいて、前記外部熱交換器をモータ
部の更に上位に設定すると共に、この外部熱交換器に前
記冷却流体をモータ部からポンプ部を経由して外部熱交
換器へ循環させるバイパス路を付設することにより、ポ
ンプ運転停止時にポンプ駆動軸を前記冷却流体によって
冷却できるように構成したので、ポンプ運転停止時に従
来発生された駆動軸の湾曲変形を防止することができる
。

したがって、従来必要とされた駆動軸の変形を矯正する
ための複雑大型な駆動軸冷却装置が不要となり、ポンプ
全体をコンパクト且つ安価に構成することができると共
に運転コストを低減することができる。更に、従来必要
とされた運転再開のための準備時間を無くすると共に、
また、前記駆動軸冷却装置の故障などによって発生した
運転再開不能や運転再開時のトラブルを解消することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るキャンドモータ高温高圧流体ポン
プの一実施例を示す縦断面図、第２図は従来のキャンド
モータ高温高圧流体ポンプの縦断面図、第３図は第２図
のｍ−ｍ線断面図である。 １０、、、キャンドモータ高温高圧流体ポンプ１２、　
、　、ポンプ本体　　　１４．、、キャンドモータ１６
、、、モータ室　　　　１８．、、モータ部２０、、、
インペラ　　　　２２．、、ポンプ室２４．、、ポンプ
部　　　　２８．、、ネック部３０、、、環状隙間　　
　　３２．、、駆動軸４０、、、冷却用補助ポンプ　５
０．、、外部熱交換器５２．５４，５６．６４，６６、
、、配管５８、、、バイパス配管　　６０，６２．、、
切替操作弁特許出願人　　三菱重工業株式会社 同　　　　富士電機株式会社 ＦＩｏ、　　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータ部上位、ポンプ部下位でモータ室とポンプ
   室との間に封止部を有しないポンプ本体と、このポンプ
   本体の外部に連結されモータを冷却する冷却流体を循環
   冷却する外部熱交換器とからなる竪型高温高圧流体ポン
   プにおいて、外部熱交換器をモータ部の上位に配設する
   と共にこの外部熱交換器にその循環流体をモータ室から
   ポンプ室を経由して外部熱交換器へ循環するバイパス路
   を付設することを特徴とするキャンドモータないしは浸
   水型モータ駆動の高温高圧流体ポンプ。