JPS59200091A - 極低温液化ガスポンプ - Google Patents

極低温液化ガスポンプ

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JPS59200091A
JPS59200091A JP58072906A JP7290683A JPS59200091A JP S59200091 A JPS59200091 A JP S59200091A JP 58072906 A JP58072906 A JP 58072906A JP 7290683 A JP7290683 A JP 7290683A JP S59200091 A JPS59200091 A JP S59200091A
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liquefied gas
heat insulating
pump
tank
housing
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吉川　精一
Hisanao Ogata
久直 尾形
Yoshinori Shiraku
善則 白楽
Masahiro Mase
正弘 真瀬
Nobuo Tsumaki
妻木　伸夫
Yoshihisa Awata
粟田　義久
Hirotake Kajiwara
梶原　博毅
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
    • F04D29/5893—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps heat insulation or conduction

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は極低温液化ガスを供給するポンプに係り、特に
液体ヘリウムを供給するのに好適なポンプに関する。
〔発明の背景〕
従来の極低温液化ガスポンプでは液化ガス貯槽あるいは
クライオスタットの上部にモーターを設置し、駆動軸を
槽内に伸ばし、下端に羽根車を接続している。軸受には
球軸受を使用する。
Ｌ、　Ｂ、　Ｄ　ｉｎａｂｕｒｇらの例（Ｃｒｙｏｇｅ
ｎｉｃｓ　１７　、　Ａ　７　。
４５９〜４４０　（１９７７））を引用し、第１図で説
明するっモーター４を上部に置き、駆動軸２を介して羽
根車１を回転する。駆動軸２は汎用の玉軸受６で支持す
る。極低温の液化ガスは吸込み口８より入り、送出口９
より送り出されろうポンプのハウジング６は不銹鋼のパ
イプでフランジでクライオスタットの上部７ランジ５に
とめられ、さらにモー　ｐ　−４のカバー７をとめてい
る。ポンプのハウジング乙にはコイル１ｏをまき、液化
ガス１１を通して冷却する。
常温のモーター４と極低温の羽根車１とは不銹鋼の駆動
軸２やハウジング乙による伝熱抵抗で温度差を保ってい
るっ 従来の極低温液化ガスポンプはこのような構造となって
いたので、駆動軸が長くなり、高速回転ができなく、構
造が複雑になる。羽根車の軸受は極低温で使用されるた
め、液化ガスによる潤滑となり、摩耗が太きいなどの欠
点があった。
一方、　Ｐ、　Ｒ，’　Ｌｕｄｔｋｅは浸漬型ノモータ
ーヲ使用した液化ガスポンプを発表している（ＮＢ８Ｉ
Ｒ７５−８１６Ｊｔｔ７ｙ（１９７５）、米国商務省）
。このポンプでは駆動軸は短かいが、全体が極低温とな
り、軸受に玉軸受を使用しているので、摩耗が大きく、
信頼性が低く、モータの発熱が液化ガスの損失になると
いう欠点があったっ 〔発明の目的〕 本発明の目的は従来の極低温液化ガスポンプの欠点を解
決し、コンパクトで信頼性の高いポンプを提供すること
にあるっ 〔発明の概要〕 本発明は二重の断熱槽内に駆動軸、軸受及びモーターを
一体化して収納し、常温下で極低温液化ガス、ポンプの
駆動を行うことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下９本発明の一実施例を第２図により説明する。外部
断熱槽１５の内部に内部断熱槽１４を設け、さらに、こ
の内側にハウジング１５にポンプ本体を収納する構造と
する。ポンプ本体は羽根車１、駆動軸２．モーター４．
軸受２４．２５．及び２８からなる。外部断熱槽１５と
内部断熱槽１４の上部はフランジ１７に固定され、下端
はベロー１９を介して熱収縮による位置のずれを吸収で
きるように固定する。両断熱槽間にはふく射シールド２
１を設け、下部はスペーサー２２により保持する。また
、外部断熱槽１５の内表面、及び内部断熱槽１４の外表
面には積層断熱材２５を巻く。
さらにフランジ１７に真空排気管４０を設け９両′ｊ 断熱槽間を真空にし、断熱するっポンプ本体のハウジン
グ１５は支持管１６により上部フランジ１８に固定する
。フランジ１８には気化したヘリウムガスの排出管２０
．モーターのリード線４４の導上部プレート５に取りつ
げ、ポンプ本体組込み用のフランジ１８はさらに断熱槽
組込みフランジ１７に取り付ける。ポンプの取付は位置
はポンプ本体が液体ヘリウム液面４１以下とする。
ポンプ本体を第６図により説明する。駆動軸２の下端に
羽根車１を取りつけ、上部中央にモーターの回転子５０
をとりつけ、上端はスラスト軸受用のディスク２９にす
るっモルタ−の固定子５１を回転子５０に相対する位置
に設置し、この上。
下にジャーナル軸受２４及び２５を設置する７本実施例
ではティルティングパッド型の動圧ガス軸受を使用して
おり、ティルティングパッド２６をピボット２７で支持
する。スラスト軸受２８も動圧ガス軸受を使用するっ羽
根車１と下部のジャーナル軸受２４間の駆動軸２の周囲
には固形の断熱材５６を取り付ける。この部分は下端は
液体ヘリウムに接し、上端は常温附近の温度であるので
。
急激な温度分布かっ（５羽根車１を除くポンプ本体部分
はハウジング１５内に収容される。なお。
第６図ではモーターの固定子６１へのリード線は省略し
た。
モーターの固定子５１に通電し、ポンプを回転すると液
体ヘリウムは吸込み口８より吸入され。
排出口９より送り出される。この際に駆動軸２と断熱材
５６．あるいは軸受２４，２５．２８との間隙５７と、
内部断熱槽１４とハウジング１５との間隙５８とを液体
ヘリウムが上昇し、途中で気化する、駆動軸２の周囲を
上昇したヘリウムガスはハウジング上部の排出孔５２よ
り、内部断熱槽１４とハウジング１５との間隙５８を上
昇したヘリウムガスは支持管１６の下部に設けた排出孔
５５より支持管１６を通して外部に放出する。
モーターの発生熱を除去するためにハウジングの周壁部
分にジャケットを設けるが、冷却管を巻き、冷却水を通
すことも可能であろう 以上のように本実施例では外部断熱槽１６及び内部断熱
槽１４の二重の断熱槽を使用して液体へリウム温度領域
に常温域を確保できるため、ポンプの軸受として動圧ガ
ス軸受を採用でき、ヘリウムガスを汚染せず、信頼性を
向上できろと〜・う効果があろう また９本発明によれば二重の断熱槽構造をとったことに
より、極低温液化ガス温度領域に常温領域を確保し、潤
滑剤使用の軸受を採用でき、また。
駆動軸を短縮できるので信頼性を向上し高速回転を可能
とすると共に構造を簡単にする効果がある。
また、二重の断熱槽構造により極低温液化カスへの侵入
熱を防げるので極低温液化ガスが気化し難く、ポンプの
効率が高く、安定な運転ができる効果がある。さらに、
二重の断熱槽とポンプ本体を収納したノ・ウジングを別
個に取りつげるので、１？ンプの取りはずしが簡単で保
守が容易になる効果があろっ 本発明の他の実施例を第４図により説明するつフランジ
１８には気化したヘリウムガスの排出管２０．４７．モ
ーターのリー〒“線４４の導管４５を設ける。さらに、
ヘリウムガス排出管２０及び４７には流量調節弁４６．
４８を設ける。断熱槽組込み用の７ランジ１７は液体ヘ
リウム貯槽あるいはクライオスタットなどの上部プレー
ト５にとりつけ、ポンプ本体組込み用のフランジ１８は
さらに断熱槽組込みフランジ１７にとりつげるつポンプ
は本体が液体ヘリウム液面４１になるように取りつける
。
ポンプ駆動部を第５図により説明するっ駆動軸２の下端
に羽根車１を、上部中央にモーターの回転子５０をとり
つけ、上端はスラスト軸受用のディスク２９にするっモ
ーターの固定子５１を回転子５０に相対する位置に設け
、この上下にジャーナル軸受２４及び２５を設ける。本
実施例ではティルティングパッド型の動圧ガス軸受を使
用しており、ティルティングバツド２６をピボット２７
で支持するうスラスト軸受２８にも動圧ガス軸受を使用
する５羽根車１と下部ジャーナル軸受２４・） との間には駆動軸２の・・ウジング内にシールド５５を
６段設け９間に発泡ポリエチレンのような固体の断熱材
５６を装着する。この部分は下端は液体ヘリウムに接し
、上端は常温部（になるうなお。
第５図ではモーターの固定子５１へのリード線は省略し
たつ モーターの固定子ろ１に通電し、ポンプを回転すると液
体ヘリウムは吸入口８より吸入され、排出口９より排出
される。ここに負荷までの配管を接続すれば液体ヘリウ
ムが負荷に送られる７駆動軸２の周囲の間隙５７に下部
から液体ヘリウムが入り、上部からの侵入熱で気化し、
軸受２４、固定子５１．軸受２５及び２８と駆動軸２と
の間隙５７を上昇し、排出孔５２．支持管１６゜排出管
２０及び流量調節弁４６を経て系外に排気されるう同様
に・・ウジング１５と内部断熱槽１４との間隙５８にも
下部より液体ヘリウムが入り。
下部の断熱材部分で侵入熱により気化し、内部断熱槽１
４内、排出管４７．流量調節弁４８を経て系外に排気さ
れる。排出管２０及び４７より流出させる一＼リウムガ
ス量は駆動軸側ハウジングの伝導による侵入熱量と外側
ハウジング及び内部断熱槽の伝導による侵入熱量に対応
して１：５〜５０の範囲で調整した。間隙５７と５８′
を上昇するヘリウムガス量を別個に調節することにより
、侵入熱量を減少させると同時に駆動軸、・・ウジング
及び内部断熱槽を一様に冷却し、ポンプの安定な運転可
能となった〕 侵入熱としては常温部からの伝導によるもの以外にモー
ターの回転時の発生熱が有るが、・・ウジング１５の常
温部に冷却コイルやジャケットを設けて冷却水を流し、
除去することもできる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、軸受には潤滑剤使用、ある（１はガス
軸受の使用が可能となり、信頼性が向上する。また、モ
ーターを羽根車に接近して取り付けられるため、駆動軸
を短か＜シ、コンノ（クトな構造とすることができろう
【図面の簡単な説明】
第１図の従来の極低温液化ガスポンプの縦断面図、第２
図は本発明の極低温液化ガスポンプの縦断面図、第５図
は第２図のポンプ部分の拡大図である。 木剣％ヅハび・１０ １・・・羽根車、２・・・駆動軸、１６・・・外部断熱
槽。 １４・・・内部断熱槽、１５・・・ハウジング、２４・
・・軸受、２５・・・軸受、２８・・・軸受、５０・・
・回転子。 ろ１・・・固定子。 ′＄１図 第２鉛 テく謙 第３の 第　４圀 第１頁の続き ０発　明　者　梶原博毅 下松市東豊井７９４番地株式会社 日立製作所笠戸工場内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、外部断熱槽、内部断熱槽１回転体及び駆動部分とこ
    れを収容する・・ウジングより構成されたポンプにおい
    て、外部断熱槽内に内部断熱槽を設置し９両断熱槽は底
    部で接続すると共に、種間は真空断熱し１羽根車、駆動
    軸及び回転子からなる回転体と軸受及び固定子からなる
    駆動部とを・・ウジング内に一体に収容して内部断熱槽
    内に納めたことを特徴とする極低温液化ガスポンプ。 温液化ガスポンプ。 載の極低温液化ガスポンプ。
JP58072906A 1983-04-27 1983-04-27 極低温液化ガスポンプ Granted JPS59200091A (ja)

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