JPH0219700B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、キヤンドモータポンプにおける自動
スラストバランス装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来の公知技術としては、実願昭47−055298号
によるものなどがあるが、これらキヤンドモータ
ポンプの基本構造は、第２図に示すように、ポン
プ部とモータ部とに大別された構成であつた。そ
して、ポンプ部はポンプケーシング１′の内部に
インペラ２′を有し、該インペラ２′がロータ軸
７′の前端に固定されたものであつて、モータ部
はステータキヤン５′によりシールされたステー
タ室にステータ３′を有したものであつた。また、
ステータキヤン５′の内側のロータ室には貫通穴
８′が設けられた前記ロータ軸７′と外周にロータ
キヤン６′を有するロータ４′を有し、該ロータ
４′をロータ軸７′に圧入又は接着等により固定さ
れたもので、該ロータ軸７′は前部ベアリングハ
ウジング９′の前部ベアリング１０′と後部ベアリ
ングハウジング１１′の後部ベアリング１２′によ
り支持されたものであつた。

従つて、以上の部品で構成されたキヤンドモー
タポンプであつたので、ポンプケーシング１′の
吸入口１３′の液体はインペラ２′により昇圧され
吐出口１４′に吐出され、又、その液体の一部は
前部ベアリングハウジング９′に開口した流路１
５′を通過し、前部ロータ室１６′に流入し、ステ
ータキヤン５′とロータキヤン６′との間隙により
構成された固定オリフイス１７′の間を通過し、
後部ロータ室１８′に流入し、後部ベアリングハ
ウジング１１′に開口した流路１９′を通過し、ロ
ータ軸７′の貫通穴８′を通過して吸込口１３′に
還流させたものであつた。

そして、前記還流によりロータ４′とステータ
３′との冷却及び前部ベアリング１０′と後部ベア
リング１２′の潤滑がなされることとなつた。

そして、また、ロータ軸７′に加わる前方向、
即ちポンプ吸込口１３′方向へのスラスト荷重を
前部ベアリング１０′のスラスト面に受けるため
にスラストカラー２０を設けたものであつた。

〔発明が解決すべき問題点〕

しかしながら、従来のキヤンドモータポンプに
あつては、ロータ軸７′に加わる前方向へのスラ
スト荷重R_t′は、第２図に示すそれぞれの場所の
圧力と受圧面積をPn′とAn′とで表わすと、 P_t′＝P₁₄′・A₁₃′−P₁₃′・A₁₃′−P₁₆′・A₄′＋P
₁₈・A₄′＝（P₁₄′−P₁₃′）A₁₃′−（P₁₆′−P₁₈′）A
₄′…(1) となる。

そして、上式におけるP₁₃′、P₁₄′、A₁₃′はポン
プ部設計時に必然的に決定される値であり、ま
た、P₁₆′、P₁₈′、A₄′もモータ部の出力により決定
される値であるのでスラスト荷重の軽減に苦慮し
たがスラスト荷重Pt′についての最適な設計がな
されず、スラストカラー２０′を設けて前部ベア
リング１０′のスラスト面にてスラスト荷重を受
けさせる構成となり、結局、キヤンドモータポン
プの寿命はスラスト荷重P_t′を受ける前部ベアリ
ング１０′の摩耗具合により決定され、この寿命
は短いものであつた。

そして、上式におけるP₁₃′、P₁₄′、A₁₃′はポン
プ部設計時に必然的に決定される値であり、又、
残るP₁₆′、P₁₈′、A₄′もモータの出力により決定さ
れる値である。

また、ロータ室にはポンプの吐出圧P₁₆′が直接
加わるため、通常0.3mm程度の肉厚が使用される
ステータキヤン５′のみではステータ室を保護で
きず、これによりステータキヤン補強リング２１
を必要とされたなどの問題点があつた。

そこで、本発明は、これら問題点を解決する構
造にすることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ポンプケーシングの内部にインペラ
を有し、該インペラがロータ軸の前端に固定され
たポンプ部と、ステータキヤンによりシールされ
たステータ室にステータを有したモータ部とより
なるキヤンドモータポンプにおいて、前記インペ
ラの後部ウエアリングとロータ軸を支持する前部
ベアリングの前部ベアリングハウジングのライナ
リングにより構成された固定オリフイスによりそ
の内部にバランス室を形成し、該バランス室とロ
ータを収容するロータ室の前部ロータ室を連通す
る流路を設けたことを特徴とする自動スラストバ
ランス装置であり、また、以上自動スラストバラ
ンス装置を備えたキヤンドモータポンプにおい
て、ロータ軸の後端部と後部ベアリングハウジン
グの底平面とにより構成された可変オリフイスを
設けたことを特徴とする自動スラストバランス装
置である。

以下、この発明を図面に基いて説明すると、第
１図に示す如く、１はポンプケーシング、２はイ
ンペラ、３はステータ、４はロータ、５はステー
タキヤン、６はロータキヤン、７はロータ軸、９
は前部ベアリングハウジング、１０は前部ベアリ
ング、１１は後部ベアリングハウジングを示す。
また、２２はインペラの後部ウエアリングと前部
ベアリングハウジング９のライナリングにより構
成された固定オリフイスであつて、固定オリフイ
ス２２によりバランス室２３を形成し、バランス
室２３と前部ロータ室１６を連通する流路１５を
設け、ロータ軸７の後端面と後部ベアリングハウ
ジング１１の底平面とにより構成された可変オリ
フイス２４を設けたキヤンドモータポンプであ
る。

〔作用〕

従つて、以上の構成であるので、ポンプケーシ
ング１の吸込口１３の液体はインペラ２により昇
圧され吐出口１４により吐出される。しかしま
た、その一部は、インペラ２と前部ベアリングハ
ウジング９により構成された固定オリフイス２２
を通過し、前記固定オリフイス内のスラストバラ
ンス室２３に流入する。そして、前部ベアリング
ハウジング９に設けられた前記バランス室２３と
ロータ室１６を連通する流路１５にて前部ロータ
室１６に流入し、そして、固定オリフイス１７を
通過し後部ロータ室１８、可変オリフイス２４、
ロータ軸７の貫通穴８を通過し吸込口１３に還流
する。

そこで、上記還流により、第２図に示す如き従
来のキヤンドモータポンプと同様にロータ４とス
テータ３の冷却及び前部ベアリング１０と後部ベ
アリング１２の潤滑がなされる。

ここで、本発明による前方向のスラスト荷重P_t
について示すと次式で表わされることになる。

P_t＝P₁₆・A₂₃−P₁₃・A₁₃−P₁₄（A₂₃−A₁₃） −（P₁₆−P₁₈）A₄ ＝（P₁₄−P₁₃）A₁₃−（P₁₆−P₁₈）A₄ ＋（P₁₆−P₁₈）A₂₃ ここで圧力の大小関係は P₁₄＞P₁₆＞P₁₈＞P₁₃ であるから、上式は、 P_t＝（P₁₄−P₁₃）A₁₃−（P₁₆−P₁₈）A₄ −（P₁₄−P₁₆）A₂₃ ……(2) となる。

そこで、第２図に示す如き従来の前方向のスラ
スト荷重P_t′の(1)式と比較すれば明らかであるが、
バランス室２３の面積A₂₃を任意にとることによ
り、スラスト荷重P_tを任意の値とすることが可能
となる。そこで、上述で明らかなようにスラスト
荷重P_tの値を零とすることが可能となる。そこで
また、固定オリフイス２２の働きにより前部ロー
タ室１６の圧力P₁₆及び後部ロータ室１８の圧力
１８は、第２図の従来のキヤンドモータポンプと
比較し、実験結果によれば、約半分に減圧される
ことにより、ステータキヤン５の保強の為の補強
リング２１は必要とされないことになる。

次に、何らかの要因にて圧力関係に不均衡が生
じた場合についても説明すると、まず、ロータ軸
７が前方向（吸込口１３の方向）に移動した場合
は、可変オリフイス２４の開口面積は大となり還
流量が増し、(2)式のP₁₆とP₁₈の差が大となり、ま
た、P₁₄とP₁₆の差も同じく大きくなりスラスト荷
重P_tは負となりロータ軸７は後方向に引きもどさ
れることになり、また、ロータ軸７が後方向に移
動し、可変オリフイス２４の面積が小となれば、
P₁₆とP₁₈の差が小となり、また、P₁₄とP₁₆の差も
同じく小となりロータ軸７は前方に押しもどされ
ることになる。

従つて、以上のようにロータ軸７は常に中立の
位置を保持しようとし、よつて、第２図の従来の
キヤンドモータポンプのようにスラストカラー２
６を必要とせず、それ故にステータ３とロータ４
の冷却及び前部ベアリング１０と後部ベアリング
１２の潤滑を阻害することなく、構造簡単で長寿
命なキヤンドモータポンプを提供することができ
ることになる。

〔発明の効果〕

以上の結果、本発明は、固定オリフイスを設け
バランス室の面積を任意に設定することによりス
ラスト荷重P_tを零とすることが出来、それによつ
て (1) スラストカラーは省略できる。

(2) ステータキヤン補強リングを省略できる。

(3) スラストカラー、ステータキヤン補強リング
を省略出来たので構造簡単となる。

などの効果を有することになり、 また、可変オリフイスにより、 (4) 長寿命のキヤンドモータポンプを提供でき
る。

ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のキヤンドモータポンプの断
面図であり、第２図は、従来のキヤンドモータポ
ンプの断面図である。 １，１′……ポンプケーシング、２，２′……イ
ンペラ、３，３′……ステータ、４，４′……ロー
タ、５，５′……ステータキヤン、６，６′……ロ
ータキヤン、７，７′……ロータ軸、８，８′……
貫通穴、９，９′……前部ベアリングハウジング、
１０，１０′……前部ベアリング、１１，１１′…
…後部ベアリングハウジング、１２，１２′……
後部ベアリング、１３，１３′……吸込口、１４，
１４′……吐出口、１５，１５′……流路、１６，
１６′……前部ロータ室、１７，１７′……固定オ
リフイス、１８，１８′……ロータ室、１９，１
９′……流路、２０′……スラストカラー、２１′
……補強リング、２２……固定オリフイス、２３
……スラストバランス室、２４……可変オリフイ
ス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポンプケーシング１の内部にインペラ２を有
   し、該インペラ２がロータ軸７の前端に固定され
   たポンプ部と、ステータキヤン５によりシールさ
   れたステータ室にステータ３を有したモータ部と
   よりなるキヤンドモータポンプにおいて、前記イ
   ンペラ２の後部ウエアリングとロータ軸７を支持
   する前部ベアリング１０の前部ベアリングハウジ
   ング９のライナリングにより構成された固定オリ
   フイス２２により、その内部にバランス室２３を
   形成し、該バランス室２３とロータ４を収容する
   ロータ室の前部ロータ室１６を流通する流路１５
   を設けたことを特徴とする自動スラストバランス
   装置。 ２ ポンプケーシング１の内部にインペラ２を有
   し、該インペラ２がロータ軸７の前端に固定され
   たポンプ部と、ステータキヤン５によりシールさ
   れたステータ室にステータ３を有したモータ部と
   よりなるキヤンドモータポンプにおいて、前記イ
   ンペラ２の後部ウエアリングとロータ軸７を支持
   する前部ベアリング１０の前部ベアリングハウジ
   ング９のライナリングにより構成された固定オリ
   フイス２２により、その内部にバランス室２３を
   形成し、該バランス室２３とロータ４を収容する
   ロータ室の前部ロータ室１６を流通する流路１５
   を設け、またロータ軸７の後端部と後部ベアリン
   グハウジング１１の底平面とにより構成された可
   変オリフイス２４を設けたことを特徴とする自動
   スラストバランス装置。