JPH0719492B2 - サブマージドポンプのモーターに対する給電装置 - Google Patents

サブマージドポンプのモーターに対する給電装置

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JPH0719492B2
JPH0719492B2 JP1051064A JP5106489A JPH0719492B2 JP H0719492 B2 JPH0719492 B2 JP H0719492B2 JP 1051064 A JP1051064 A JP 1051064A JP 5106489 A JP5106489 A JP 5106489A JP H0719492 B2 JPH0719492 B2 JP H0719492B2
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bellows
ceramic sleeve
flange
sleeve
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郁夫 相沢
慶輔 横井
英夫 根岸
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Furukawa Electric Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/30Sealing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26Lead-in insulators; Lead-through insulators

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  • Insulators (AREA)
  • Installation Of Indoor Wiring (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、LNG等のような低温液体を貯蔵するタンク内
に組み込まれている汲み揚げ用のポンプ(サブマージド
ポンプ)のモーターに対する給電装置に関するものであ
る。
[従来の技術] サブマージドポンプにおける給電装置部分は稼動中は低
温液体からの冷熱を受けて冷却され、停止時にはほぼ常
温に近い状態に戻る。このため、ポンプのケーシング隔
壁に取り付けられる給電装置は、繰り返し大きな熱歪を
発生する。そこでけ、従来は、第5図に示すように、フ
ランジ1の中心に取り付けられたセラミックスリーブ4
と導体5はフランジ1の内側において金属板6を銀ろう
7を用いて気密に結合し、フランジ1の外側つまり大気
側はフリーな状態に維持しておくことにより、セラミッ
クスリーブ4と導体5との線膨張率の違いから生じる相
互の干渉を回避して、特に材質的に引っ張り強度の弱い
セラミックスリーブ4側の破壊を防止している。
[従来技術に求められる課題] しかし、このようにフランジ1の内側においてのみシー
ルする構造においては、万一このシール部分に亀裂など
が入り、漏洩原因が発生すると、直ちにフランジ1の
外、つまり大気中に危険なガス或いは液体が洩れ出る心
配がある。
本発明の第1の目的は、フランジの内と外の2箇所にお
いてセラミックスリーブと導体とを気密に結合して安全
性を高めることである。更に第2の目的は引っ張り強度
に弱いセラミックスリーブに対して内外2箇所において
気密に結合しても、引っ張りの力が作用しないようにす
ることである。更に第3の目的は、給電装置を可及的に
小型化することである。更に第4の目的は、ベローに着
氷したとしてもベローの機能が損われないようにするこ
とである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記課題を解決する手段として、次の如き構
成の給電装置を提案する。
サブマージドポンプのモーターに対する給電フランジに
おいて、その中心にスリーブ取付穴を設けたこと、 前記スリーブ取付穴内にセラミックスリーブを挿入する
と共に、このセラミックスリーブをスリーブ取付穴に対
してフランジの内外両面において気密に固定したこと、 前記セラミックスリーブ内に導体を挿入し、フランジの
内側においては金属板を利用して導体とセラミックスリ
ーブを気密に結合したこと、 フランジの外側においては実用温度の範囲において発生
する導体の熱歪をその変位量内で吸収することができる
半山構造の弾性ベローでセラミックスリーブの先端と導
体間を気密に被ったこと、 ベローは導体の実用温度範囲での線膨張と収縮の範囲で
変位することができ、更にセラミックスリーブと導体間
にベローが結合される際、導体は実用最高温度かややこ
れより高い温度であつて、ベローは実用温度範囲でのベ
ローの変形量範囲の最長又はこれに近い状態であってベ
ロー変形反力が生じてしないかまたは反力がスリーブ応
力に対し圧縮方向にある状態であること、 を特徴とするサブマージドポンプのモーターに対する給
電装置。
上記給電装置は、ポンプのケーシング隔壁に対してフラ
ンジを利用して取り付けられる。そして、汲み揚げのた
めに給電が行なわれると、導体を軽油してモーター側に
電流が流れ、この導体は通常80℃〜90℃程度まで温度上
昇する。この結果、導体は線膨張し、セラミックスリー
ブと金属板で結合されている内側には伸長できず、外側
に伸長する。導体が外側に伸長した場合、ベローが変位
してこの伸長に追従する。そして、給電が停止すると、
導体の発熱が終り、大気温まで冷え、この過程において
導体は熱収縮を行い、この収縮にベローが追従する。
上記はベローの基本的な作用であるが、LNG用のサブマ
ージドポンプの場合、モーターに給電が行なわれてLNG
の汲み出しが始まると、ポンプのケーシング内はLNGで
満され、フランジの内側は直接−162℃のLNGまたはガス
化した低温ガスにより冷却される。このため、導体は稼
動中は冷却されて収縮し、停止中は大気温まで上昇す
る。したがって熱歪はこの作用により発生することにな
る。
ベローはこのように導体の熱歪に起因する伸長と収縮作
用をその変位で吸収しながらフランジの外側において気
密を保障する。
なお、熱歪はセラミックスリーブ側にも発生するが、導
体と比較した場合は殆ど無視できる。
ベローは上記導体の最高使用温度と同じかこれ以上の温
度において導体と結合されているため、導体の伸長時に
おいてもセラミックスリーブに対しては軸方向の反力つ
まり圧縮力として作用する。又、導体の収縮時において
もベローを介してセラミックスリーブに対しては圧縮力
として作用する。つまり、セラミックスリーブに対して
は、ベローの作用により導体の熱歪は常に圧縮力として
作用する。
[実施例及びその作用] 第1図は本発明に係る給電装置をLNGタンクの汲み揚げ
ポンプに実施した場合の例である。aはLNGタンク、b
はLNG受け入れ管、cはLNG汲み出し管、dはLNGの汲み
揚げポンプ、eは汲み揚げポンプdの駆動モーターに対
する給電ケーブル、fは汲み揚げポンプdのケーシング
d′の上部壁d″に取り付けられた給電装置にして、こ
の給電装置fは第2〜4図に示されている。
第2〜4図において、符号の1はフランジにして、この
フランジ1の中央にはスリーブ挿入口2が設けられてい
ると共に外周には固定部3が形成されており、フランジ
1はこの固定部3でケーシングd′の隔壁d″に取り付
けられる。
4はセラミックスリーブにして、このセラミックスリー
ブ4は外周に複数の封着した金属板リング2′を有し、
このリング2′を介してスリーブ挿入口2内に挿入さ
れ、フランジ1の内外両面において気密に固定されてい
る。
5は前記セラミックスリーブ4内に挿入された貫通導体
にして、フランジ1の内側(ケーシングd′内)におい
ては金属板6によりセラミックスリーブ4と気密に銀ろ
う7でろう付されており、フランジ1の外側(大気側)
においては両端金具6′を双方(両側)に用いた半山の
ベロー8が銀ろう7で気密にろう付けされている。
なお、ベロー8と両端金具6′は溶接で固定されてい
る。
ベロー8は貫通導体5の実用温度範囲(LNGポンプの場
合は−162℃〜100℃程度)での線膨張と収縮の範囲で変
位することができる。又、セラミックスリーブ4と貫通
導体5間にベロー8を両端金具6′を利用して銀ろう7
でろう付けする際、少なくとも貫通導体5は100℃程度
に加熱して線膨張を行なわせ、かつベロー8は自己の弾
性で最長又はこれに近く変位した状態で行なう。
第4図はこのベロー8のろう付け方法の一例を示すもの
で、金属板6と両端金具6′の内側には銀ろう7を付着
し、ベロー8はその弾性で最長に伸長しており、この状
態は治具9により固定されている。この状態で加熱炉内
に挿入され、約800℃程度まで加熱される。この際、セ
ラミックスリーブ4と貫通導体5は線膨張するが、貫通
導体5側の線膨張はセラミックスリーブ4に比較して大
きいので、両端金具6′内において貫通導体5はすべり
ながら伸長して行く。
銀ろう7は780℃程度で溶融するので、この状態を15分
前後維持したのち、次に炉内の温度を下げる。この温度
の下降過程で銀ろう7は固化し、両端金具6′はセラミ
ックスリーブ4と貫通導体5に夫々固着し、ベロー8が
セラミックスリーブ4と貫通導体5間に固定される。
治具9は炉内の温度が約100℃まで降下した処、つまり
実用最高温度の処で両端金具6′から取り外ずし、後は
貫通導体5の収縮にまかせる。
このように、貫通導体7は金属板6とベロー8間におい
てはその収縮の途中において収縮が止められ、伸びたま
まの状態となる。そして、治具9が取り外ずされたの
ち、貫通導体5は再び大気温まで収縮を継続するが、ベ
ロー8はこの収縮に追従するも、その変位量は未だ許容
範囲内である。
なお、実施例の場合、100℃前後で治具9を取り外ずし
ているが、これは給電開始時の導体温度80℃〜90℃に対
し設計上の安全を見込んだ数値である。
工場において、このようにして給電装置fは組み立てら
れる。そして、この取り付けは第1図に示したように、
汲み揚げポンプdのケーシングd′の隔壁d″にフラン
ジ1の固定部3を利用してベロー8側が上(大気側)を
向くようにしてボルト止めされ、貫通導体5には夫々給
電ケーブルが接続される。
汲み揚げポンプdの稼動が始まると、LNGはケーシング
d′内を上昇し、汲み出し管c側に吐出するが、この際
LNGはフランジ1の内側まで来ているため、−162℃の冷
熱を受け、セラミックスリーブ4と貫通導体5は熱歪を
発生し、特に貫通導体5は実用上最大に収縮する。この
際、貫通導体5はフランジ1の内側は金属板6で固定さ
れているため、外のベロー8側においてベロー8の弾性
に抗して収縮する。ベロー8はこの変位に追従するが、
この追従はベロー8の変位許容範囲内である。この作用
により、セラミックスリーブ4にはベロー8を介して貫
通導体5の収縮力が圧縮力として作用する。
次に、汲み揚げポンプdの稼動が停止されると、給電装
置f全体は大気温まで温度上昇する。この結果、セラミ
ックスリーブ4と貫通導体5が線膨張し、ベロー8の圧
縮(変位)を徐々に解除し、やがて大気温で線膨張は止
るが、この時においても、ベロー8の変位は最大側にお
いて許容範囲内である。この結果、ベロー8の弾性(戻
り)反力は徐々に低下しながらでもセラミックスリーブ
4に伝わり、セラミックスリーブ4には圧縮力として作
用する。
[本発明の効果] 本発明の効果は次のとおりである。
a.セラミックスリーブと貫通導体は、フランジの内外に
おいて二重に封止されているため、万一片方が故障した
場合でも流体が洩れ出る心配がなく安全である。
b.セラミックスリーブと貫通導体はフランジの外側にお
いて、ベローにより封止すると共にこのベローを固定す
る際、貫通導体を実用温度の範囲で加熱し、この加熱に
より線膨張した処で固定した。この結果、ベローを加熱
炉内でろう付けする際、ろうが固着する700℃前後から
実用最高温度である例えば100℃までの収縮量分の変位
量は無視できるので、この分ベローの小型化ひいては給
電装置の小型化が可能である。
c.ベローは弾性を有し、かつ最大に伸びた状態かこれに
近い状態でセラミックスリーブと貫通導体に固定されて
いる。この結果、貫通導体が収縮する際は勿論、伸長す
る際もセラミックスリーブ側にはベローの弾性の反力が
作用して、セラミックスリーブの材質的な欠点である引
っ張りの力をかけない。
d.ベローの変位量は非常に小さくなるため、ベローは半
山構造にできる。この結果、ベローに谷がある場合には
この谷に氷が付いてその作用を阻害することになるが、
このような心配がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はLNGタンクとこの汲み揚げポンプに対する給電
装置の説明図、第2図は給電装置において、その一部を
切欠した斜視図、第3図はセラミックスリーブと貫通導
体及びベローの関係を示す断面図、第4図は給電装置の
製造時の説明図、第5図は従来の給電装置の説明図であ
る。 a……LNGタンク、b……受け入れ管 c……汲み出し管、d……汲み揚げポンプ d′……ケーシング、d″……隔壁 e……給電ケーブル、f……給電装置 1……フランジ、2……スリーブ挿入口 2′……金属板リング、3……固定部 4……セラミックスリーブ 5……貫通導体、6……金属板 6′……両端金具、7……銀ろう 8……ベロー、9……固定具

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サブマージドポンプのモーターに対する給
    電フランジにおいて、その中心にスリーブ取付穴を設け
    たこと、 前記スリーブ取付穴内にセラミックスリーブを挿入する
    と共に、このセラミックスリーブをスリーブ取付穴に対
    してフランジの内外両面において気密に固定したこと、 前記セラミックスリーブ内に導体を挿入し、フランジの
    内側においては金属板を利用して導体とセラミックスリ
    ーブを気密に結合したこと、 フランジの外側においては実用温度の範囲において発生
    する導体の熱歪をその変位量内で吸収することができる
    半山構造の弾性ベローでセラミックスリーブの先端と導
    体間を気密に被ったこと、 ベローは導体の実用温度範囲での線膨張と収縮の範囲で
    変位することができ、更にセラミックスリーブと導体間
    にベローが結合される際、導体は実用最高温度かややこ
    れより高い温度であつて、ベローは実用温度範囲でのベ
    ローの変形量範囲の最長又はこれに近い状態であってベ
    ロー変形反力が生じていないかまたは反力がスリーブ応
    力に対し圧縮方向にある状態であること、 を特徴とするサブマージドポンプのモーターに対する給
    電装置。
  2. 【請求項2】セラミックスリーブと導体をフランジの内
    側において気密に結合する金属板とセラミックスリーブ
    および導体並びにベローの両端金具とセラミックおよび
    導体とは、ろう付けにより夫々に気密に結合されている
    ことを特徴とする請求項1記載のサブマージドポンプの
    モーターに対する供給装置。
JP1051064A 1989-03-03 1989-03-03 サブマージドポンプのモーターに対する給電装置 Expired - Lifetime JPH0719492B2 (ja)

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