JPS5820399B2 - タダンポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はインペラを多段に設けたモータ駆動ポンプに
関するものである。

従来より、インペラを多段に縦列配置し、高圧流体を移
送することのできる多段ポンプが知られている。

従って、この種の多段ポンプは、例えば、タンク内に設
置され、液化ガス等の排出に好適に利用される。

しかしながら、従来の多段ポンプにおいては、ポンプ部
のインペラ軸をタンク外部に設けたモータの駆動軸を充
分長く構成した連結軸によって結合したものが一般的で
あり、このためモータに対する負荷の増大およびインペ
ラのスラストバランスに対し安定化させることが比較的
困難であった。

そこで、発明者等は鋭意研究を重ねた結果、複数のイン
ペラを有しかつ自動スラストバランス機構を備えた多段
ポンプ室とキャンドモータとを隣接配置し、モータロー
タ軸とインペラ軸とを共通に構成し、最終段のポンプ室
における吐出流体をキャンドモータの外周部に構成した
流路を介してキャンドモータの後部へ案内し、次いでキ
ャンドモータの後部に接続した連通管を介して流体を移
送するようにし、一方、キャンドモータの後部において
流体の一部を後部流体室にｉ入して後部軸受の潤滑を行
ないながら後部モータロータ室へ案内し、その後流体を
モータステータとモータロータとの間隙を流通させてモ
ータ部の冷却を行ないながら前部モータロータ室に案内
し、さらに流体を前部軸受の潤滑を行ないながら最終段
のポンプ室と隣接して設けられた前部流体室内に導入す
るように構成し、この前部流体室内に前記多段ポンプ室
の自動スラストバランス機構と相反する方向に圧力バラ
ンスするようスラストバランスディスクを前記軸に軸着
して設け、前記軸内に貫通孔を設けて前部流体室と第２
段目もしくは第３段目のポンプ室とを連通ずることによ
り、多段ポンプ室に設けた自動スラストバランス機構に
対し前記スラストバランスディスクが有効に作用し第１
段目のポンプ室の流体吸込性能を向上させ、キャンドモ
ータ内を循環する流体の量も適正に保持することができ
ることを突き止めた。

従って、本発明の目的は、多段ポンプとキャンドモータ
とを組合せた液中型多段ポンプにおいて、キャンドモー
タへポンプ取扱液の一部を円滑に循環させると共にこの
循環液を利用して多段ポンプ室に設けた自動スラストバ
ランス機構に対するスラストバランスの安定性を向上す
ることができる小型にして吸込性能の優れた多段ポンプ
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、複数の
インペラを有しかつ自動スラストバランス機構を備えた
多段ポンプ室とキャンドモータとを隣接配置し、モータ
ロータ軸とインペラとを共通軸として多段ポンプ室とキ
ャンドモータとの境界シ部にスラストバランスディスク
を備えた流体室を設け、この流体室にキャンドモータの
後部よりポンプ吐出流体と逆流方向にキャンドモータの
ステータとロータ間を介してポンプ吐出流体の一部を導
入し、この導入流体によってスラストパランスジディス
クを前記多段ポンプ室の自動スラストバランス機構と相
反方向に圧力バランスするよう構成し、さらに前記共通
軸に前記流体室と多段ポンプ室の第２段目以降の何れか
のポンプ室とを連通ずる通路を設けることを特徴とする
。

前記の多段ポンプにおいて、多段ポンプ室とキャンドモ
ータとの境界部に設けた流体室の一側部にポンプ外部と
直接連通し流体の流量を調整し得る通路を設けることに
より、好適な液中型多段ポンプを構成することができる
。

次に、本発明に係る多段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。

第１図において、参照符号１０は本発明に係る多段ポン
プのケーシングを示し、このケーシング１０の下半体内
に多段ポンプ室１２を構成し、下端部にポンプ吸込口１
４を開口する。

なお、図示の実施例では４段のポンプ室１２ａ。

１２ｂ ｔ １２ｃ 、１２ｄが設けられている。

ケーシング１０の上半体にはキャンドモータ１６を構成
配置する。

キャンドモータ１６は、同心的に配置された外側モータ
ケーシング１８と内側モータケーシング２０との間にモ
ータステータ２２を密閉収納し、内側モータケーシング
２０内に密閉構造のモータロータ２４を配置し、このモ
ータロータ２４のモータロータ軸２６の一端部を延長し
て前記多段ポンプ室１２内に配置される各インペラの支
持軸となる共通軸を構成する。

モータロータ２４０両側において、前記モータロータ軸
２６を前部軸受２８および後部軸受３０で軸支してモー
タロータ２４の前部および後部にそれぞれ前部モータロ
ータ室３２および後部モータロータ室３４を形成し、さ
らに前部モータロータ室３２と多段ポンプ室１２との隣
接部に前部流体室３６を設けると共に後部モータロータ
室３４に隣接してモータロータ軸２６の後端部を囲繞す
る後部流体室３８を設ける。

このように構成した多段ポンプは、最終段のポンプ室１
２ｄの吐出口をケーシング１０とキャンドモータ１６の
外側モータケーシング１８との間隙部に構成された流路
４０に連通し、ポンピングされた流体は前記流部４０を
介してケーシング１０の後部へ案内され、ケーシング１
０の後端部に開口した流体導出口４２より導管４４を介
して適宜導出させる。

一方、ポンピングされた流体の一部は、キャンドモータ
１６の後部流体室３８に設けた開口４６より内部へ導入
し、後部軸受３０の潤滑を行なって後部モータロータ室
３４へ流入し、モータステータ２２とモータロータ２４
との間隙を通り、この間にモータ部の冷却を行なって前
部モータロータ室３２に流入し、次いで前部軸受２８の
潤滑を行なって前部流体室３６に導入される。

この場合、本発明においては、前部流体室３６内にスラ
ストバランスディスク４８をモータロータ２４とインペ
ラとの共通軸２６に装着し、しかもこの軸２６のインペ
ラ支持軸部内に貫通孔５０を設けて、この貫通孔５０の
一端部側を前部流体室３６に開口すると共に他端部側を
多段ポンプ室１２の第２段目のポンプ室１２ｂに開口す
る。

このようにして、流体の一部をキャンドモータ１６内へ
循環供給し、軸受の潤滑とモータ部の冷却とを好適に達
成できる。

また、本発明に係る多段ポンプに使用されるインペラは
、全て後部シュラウドの背面側に自動スラストバランス
機構を採用し、最終段のポンプ室１２ｄと前部流体室３
６とを画成する壁部５２に対向させてスラスト軸受５４
を設け、このスラスト軸受５４の軸受面に前記スラスト
バランスディスク４８の一側面が当接し得るように構成
する。

なお、本発明に係る多段ポンプに適用される自動スラス
トバランス機構は、第１図からも明らかなように、各イ
ンペラの背面シュラウドとポンプ室側面との間には、大
径部に固定オリフィスを設けると共に小径部に可変オリ
フィスを設けかつこれらのオリフィスによって画成され
る部分をスラストバランス室として構成することにより
、各ポンプ室におけるインペラ背面の固定オリフィスか
らバランス室に流入した流体は可変オリフィスを経てバ
ランスホール（インペラの小径部に穿設される通孔）を
通り環流し、この場合に固定オリフィスの作用によりポ
ンプ吐出側の流体がスラストバランス室へ流入するのを
妨げ、また可変オリフィスの作用によりスラストバラン
ス室内を流れる流体の圧力を調整して自動スラストバラ
ンスを達成するようにした公知の構成からなる。

このように構成された本発明に係る多段ポンプは、流体
室３６内にスラストバランスディスク４８に対して多段
ポンプ室１２よりの吐出液体と逆流方向に流体が供給さ
れることになる。

この場合、例えば、多段ポンプ室１２内において、各イ
ンペラが吸込口１４側へ下動する傾向にある場合、自動
スラストバランス機構が多段的に作用して各インペラお
よびモータロータ軸は強力に上方へ押し戻されることに
なる。

一方、流体室３６内においても、スラストバランスディ
スク４８に対しこれを下動する方向すなわち多段ポンプ
室１２内に配置された各インペラの自動スラストバラン
ス機構の作用方向（上動させる方向）とは相反する方向
に流体圧力が作用し、前記スラストバランスディスク４
８とスラスト軸受け５４との対向面が近接してその間の
圧力が高まり、モータロータ軸２６を上方へ押し戻す作
用が発揮される。

このようにして、前記流体室３６内のスラストバランス
ディスク４８は前記多段ポンプ室１２内の自動スラスト
バランス機構の動作を補償して、スラストバランス作用
を一層有効かつ迅速に達成し、ポンプ動作の安定性を向
上することができる。

このようにして、本発明に係る多段ポンフニヨれば、ポ
ンプ部とこれを駆動するモータ部とを近接配置すること
により、モータの設計を小型化することができる。

また、モータ部の潤滑と冷却を行う循環流体をポンプ部
とモータ部との境界に設けた流体室３６より軸２６０貫
通孔５０を介して第２段目のポンプ室１２ｂ内に環流さ
せることにより、第１段目のポンプ室１２ａにおける流
体の吸込性能を低下させることがない。

従って、本発明によれば、小型にして吸込み性能の優れ
た多段ポンプを容易に得ることができ、高圧流体の移送
用として広く応用することが可能である。

また、前記実施例の多段ポンプを特に液中型ポンプとし
て使用する場合、第１図に示す実施例に加えて第２図に
示すように、多段ポンプ室１２とキャンドモータ１６と
の境界部に設けた前部流体室３６にケーシング１０の外
部と直接通ずる通路５６を設け、この通路に可変絞り装
置を設けることにより、キャンドモータ内部を循環する
流体量および流体室３６内の圧力を適宜調整して取扱流
体のそれぞれ異なる性質、条件等に対応して最も効果的
なポンプ性能を保持することができる。

以上、本発明に係る多段ポンプ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
個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図は本発明に係る多段ポンプの実施例を示す断面図
、第２図は本発明に係るポンプの別の実施例を示す要部
断面図である。 １０・・・・・・ケーシング、１２・・・・・・多段ポ
ンプ室、１４・・・・・・ポンプ吸込口、１６・・・・
・・キャンドモータ、１８・・・・・・外側モータケー
シング、２０・・・・・・内側モータケーシング、２２
・・・・・・モータステータ、２４・・・・・・モータ
ロータ、２６・・・・・・モータロータ軸、２８・・・
・・・前部軸受、３０・・・・・・後部軸受、３２・・
・・・・前部モータロータ室、３４・・・・・・後部モ
ータロータ室、３６・・・・・・前部流体室、３８・・
・・・・後部流体室、４０・・・・・・流路、４２・・
・・・・流体導出口、４４・・・・・・導管、４６・・
・・・・開口、４８・・−・・・スラストバランスディ
スク、５０・・・・・・貫通孔、５２・・・・・・壁部
、５４・・・・・・スラスト軸受、５６・・・・・・通
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のインペラを有しかつ自動スラストバランス機
   構を備えた多段ポンプ室とキャンドモータとを隣接配置
   し、モータロータ軸とインペラとを共通軸として多段ポ
   ンプ室とキャンドモータとのシ境界部にスラストバラン
   スディスクを備えた流体室を設け、この流体室にキャン
   ドモータの後部よりポンプ吐出流体と逆流方向にキャン
   ドモータのステータとロータ間を介してポンプ吐出流体
   の一部を導入し、この導入流体によってスラストバラ。 ンスディスクを前記多段ポンプ室の自動スラストバラン
   ス機構と相反方向に圧力バランスするよう構成し、さら
   に前記共通軸に前記流体室と多段ポンプ室の第２段目以
   降の何れかのポンプ室−とを連通ずる通路を設けること
   を特徴とする多段ポンプ。 。２、特許請求の範囲第１項記載の多段ポンプにおいて
   、多段ポンプ室とキャンドモータとの境界部に設けた流
   体室の一側部にポンプ外部と直接連通し流体の流量を調
   整し得る通路を設けることを特徴とする液中型多段ポン
   プ。