JPH0226212Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はポンプモータに係り、特に静止側との
支持部に共振を防止する防振機構を備えたポンプ
モータに関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に回転機械においては軸の回転速度の1/2
の振動数成分を有する振動（一般にはオイルホワ
ールと呼ばれる。）がさけられない。この原因は
主に軸受にあるが、軸あるいはケーシングの固有
振動数がオイルホワールの振動数と一致するとそ
の振動の振幅は非常に大きくなり、回転機械やそ
の周辺機器の信頼性を著しく低下させる。例えば
インターナルポンプであるが、インターナルポン
プは原子炉炉心に直接取り付けられるもので、熱
遮断および耐振性などの理由により、第１図に示
すように原子炉１の開口部に設けたノズル４は上
端部のみ固定された片持ち状になつている。原子
炉１内部の水はインペラ２により循環される。こ
のインペラに回転力を与えるモータ３が炉の外部
にあり、回転軸が炉の開口部を貫通している。炉
の温度は非常に高いためこの熱をモーター３に伝
えぬよう種々の工夫がされているが、そのひとつ
がモーターケース５とノズルの間にある間隙６で
ある。この間隙により熱の伝導を防いでいる。し
たがつてモータ３を支持しているのはノズル上端
部７にすぎない。そのためモータ３全体の固有振
動数は低くなり、おおむね十数Hzとなる。

この周波数はほぼ軸の回転同期周波数（約25
Hz）の半分となり、前述のオイルホワールによる
振動が拡大されることになる。この振動は軸受の
摩耗を増大させるばかりでなく、モーターケース
内の耐圧シール部の破壊につながりかねない。

さてこの問題に関しては、今までにいくつかの
対策が考えられている。そのうち有力な対策とさ
れていたのが第２図に示す方法で、ノズル４内部
のモーターケース５の一部に突起８を設け、部分
的にノズル４とモータケース５を接触させること
で、モーター３の固有振動数を高くし、オイルホ
ワールの振動数と一致させないようにしたもので
ある。しかし実際には、高温になるとノズル４の
方が温度が高いため熱膨張も大きく、突起部８は
接触しなくなり、モーター３の固有振動数もオイ
ルホワールの振動数に近くなつてしまうのであ
る。このとき測定した振動波形を周波数分析した
ものが第３図で、横軸が振動数、縦軸が振幅を表
わす。オイルホワールの振動数とモーター部の固
有振動数が一致したため、1/2ωΝで振幅が極端
に大きくなつている。ただしωΝは軸の回転振動
数である。

〔考案の目的〕

本考案はポンプモータの形状を変更することな
く、モータの固有振動数を高め、オイルホワール
発生時にも大きな振動を生じないようにしたポン
プモータを提供することにある。

〔考案の概要〕

上記目的を達成するため本考案においてはモー
ターケースとノズルの間隙の一部にくさび状の部
材をばねの反力を利用して挿入したことを特徴と
し、モーターケースとノズルに熱による膨張の差
が生じても、両者はこのくさび状部材により拘束
しモーター部の固有振動数を高め共振現象を防止
するものである。

〔考案の実施例〕

以下考案の一実施例を第４図、第５図を用いて
説明する。原子炉１のノズル４とモーターケース
５の間隙の最下部にくさび９をばね１０により押
し付ける。ノズル４の下端部にはくさびの形状に
合致するテーパ部４ａを形成しておく。第５図に
この部分の拡大断面図を示す。ボルト１１は座金
１２とともにばね１０に圧縮力を与えるのに用い
られる。すなわち、くさび９を貫通するボルト１
１はノズル４に固定され、ばね１０に圧縮力を与
える。ばね１０は反力によりくさび９を押し上げ
ようとする。

これにより、原子炉の熱でノズル４が膨張し、
ノズル４とモーターケース５の間隙６が広がつた
としても、くさび９がばね反力で押し上げられ、
両者は常に接触を保つのである。逆に炉が冷えて
膨張がもどり、間隙６が狭まる方向に変化したと
きには、くさび９はばね力に打ち勝つて下に押さ
れ、ノズル４やモーターケース５に余分な応力を
発生しない。くさび９は振動のような短周期の力
には追従しないから、振動に対しては強固にノズ
ル４とモーターケース５の接触を保ち、剛性を増
すため、モータ３の固有振動数を高めることにな
る。第６図は第５図に示した装置の組立方法を示
したものである。ここでは座金１２とばね１０を
用いているが、単にばね座金を代用しても同様の
効果が期待できる。またくさび９はノズル４の円
周方向複数ケ所に設置することになるが、どれも
点対象位置であることが好ましい。またこの実施
例では原子炉ノズル側とくさび９を固定している
が、モーターケース５に固定してもよい。

この実施例によれば従来、オイルホワールの振
動数と片持ち形状となるインターナルポンプのモ
ーター部の固有振動数がほぼ一致していたため、
定格運転時には同期振動数ωΝの半分の振動数成
分が極端に大きく、全体として非常に大きな振動
を発生していた。モーター部の固有振動数が高く
なり、ωΝと1/2ωΝの中間領域に入るため第７図
に示すように発生する振動は極めて小さく、周波
数分析しても1/2ωΝの成分は従来と比べて極端
に小さくなる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案によるポンプモ
ータは、モーター部全体の固有振動数を高め従来
のように固有振動数とオイルホワールの振動数が
一致するのを防いだことにより振動を大幅に低減
でき、ポンプモータ本体およびその周辺機器の信
頼性を飛躍的に高めることができる。さらに既設
機の改良が極めて容易にできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインターナルポンプの縦断面
図、第２図は第１図の原子炉ノズルとの取付部の
一部拡大断面図、第３図は従来発生していたモー
ターケース振動を周波数分析して示したグラフ、
第４図は本考案の一実施例を示すインターナルポ
ンプの原子炉ノズルとの取付部一部拡大図、第５
図は第４図の一部拡大断面図、第６図はその組立
方法を示す概要図、第７図は従来と本考案による
インターナルポンプのモーターケース振動波形の
周波数分析結果を示したグラフである。 １……原子炉、２……インペラ、３……モー
タ、４……ノズル、４ａ……テーパ部、５……モ
ーターケース、６……間隙、７……ノズル上端
部、９……くさび、１０……ばね、１１……ボル
ト、１２……座金。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータケースと原子炉ノズルとの取付部分に断
   熱用間隙の下端よりばね等の反力を利用してくさ
   び状部材を間隙に向かつて押し込むとともに、こ
   のくさび状部材をノズル側あるいはモーターケー
   ス側に取り付けたことを特徴とするポンプモー
   タ。