特許 7478528 キャンドモータポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-24

(45)【発行日】2024-05-07

(54)【発明の名称】キャンドモータポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 13/06 20060101AFI20240425BHJP

【ＦＩ】

F04D13/06 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019185583

(22)【出願日】2019-10-09

(65)【公開番号】P2021060016

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 翔太

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３２４９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０７２２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９３８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０６８１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－０３２４６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－２８１２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８０３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャンドモータポンプにおいて、
昇圧された液体の一部をポンプケーシングの吐出し部からモータ部へと導くバイパス管を備え、
前記バイパス管の途中には、液体に含まれる塩素イオンを吸着するイオン交換フィルタが設けられている
ことを特徴とするキャンドモータポンプ。

【請求項2】

前記バイパス管の途中には、流量を調整するためのオリフィスが設けられており、
前記イオン交換フィルタは、前記オリフィスより上流側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のキャンドモータポンプ。

【請求項3】

前記イオン交換フィルタは、前記バイパス管の中央より上流側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のキャンドモータポンプ。

【請求項4】

前記バイパス管は、前記吐出し部に接続された第１配管と、前記モータ部に接続された第２配管と、前記第１配管の端部と前記第２配管の端部とを接続するユニオンと、を有し、
前記イオン交換フィルタは、前記第１配管の端部または前記第２配管の端部の内側に配置されている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のキャンドモータポンプ。

【請求項5】

前記バイパス管は、前記吐出し部に接続された第１配管と、前記モータ部に接続された第２配管と、前記第１配管の端部と前記第２配管の端部とを接続する蓋付き容器と、を有し、
前記イオン交換フィルタは、前記蓋付き容器の内側に配置されている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のキャンドモータポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャンドモータポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

キャンドモータポンプは、ポンプ部にモータ部が一体化された構造を有しており、コンパクトであって液漏れがないため、特に化学工場などで好適に用いられ得る。

【0003】

このようなキャンドモータポンプでは、モータ部と軸受の冷却および軸受の潤滑が、昇圧された液の一部をポンプケーシングの吐出し部からバイパス管を経由してモータ部へと導くことにより行われている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平９－６８１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のキャンドモータポンプでは、バイパス管を流れる液体に微量の塩分が混ざっている場合、モータ部の軸受において電食が生じる可能性がある。

【0006】

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、液体に含まれる塩分によるモータ部の電食を抑えることができるキャンドモータポンプを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によるキャンドモータポンプは、昇圧された液体の一部をポンプケーシングの吐出し部からモータ部へと導くバイパス管を備え、前記バイパス管の途中には、液体に含まれる塩素イオンを吸着するイオン交換フィルタが設けられている。

【0008】

本発明によれば、バイパス管にイオン交換フィルタが設けられているため、液体に含まれる塩素イオンはイオン交換フィルタにより吸着され、モータ部に侵入することが低減される。これにより、液体に含まれる塩分によるモータ部の電食が抑えられ得る。

【0009】

本発明によるキャンドモータポンプにおいて、前記バイパス管には、流量を調整するためのオリフィスが設けられており、前記イオン交換フィルタは、前記オリフィスより上流側に配置されていてもよい。このような態様によれば、液体中の塩素イオンがイオン交換フィルタにより吸着されることで、微量の塩分によるバイパス管の腐食が低減され、発生する錆がオリフィスに詰まって冷却効率が低下することが抑制され得る。

【0010】

本発明によるキャンドモータポンプにおいて、前記イオン交換フィルタは、前記バイパス管の中央より上流側に配置されていてもよい。

【0011】

本発明によるキャンドモータポンプにおいて、前記バイパス管は、前記吐出し部に接続された第１配管と、前記モータ部に接続された第２配管と、前記第１配管の端部と前記第２配管の端部とを接続するユニオンと、を有し、前記イオン交換フィルタは、前記第１配管の端部または前記第２配管の端部の内側に配置されていてもよい。

【0012】

本発明によるキャンドモータポンプにおいて、前記バイパス管は、前記吐出し部に接続された第１配管と、前記モータ部に接続された第２配管と、前記第１配管の端部と前記第２配管の端部とを接続する蓋付き容器と、を有し、前記イオン交換フィルタは、前記蓋付き容器の内側に配置されていてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、キャンドモータポンプにおいて、液体に含まれる塩分によるモータの電食を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態によるキャンドモータポンプを示す断面図である。

【図2】図２は、図１のキャンドモータポンプにおけるイオン交換フィルタの配置の一例を説明するための断面図である。

【図3】図３は、図１のキャンドモータポンプにおけるイオン交換フィルタの配置の別例を説明するための斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

【0016】

図１は、本発明の一実施の形態によるキャンドモータポンプを示す断面図である。

【0017】

図１に示すように、本実施の形態によるキャンドモータポンプ１０は、ポンプ部１０ａと、ポンプ部１０ａに併設されたモータ部１０ｂと、を備えている。

【0018】

このうちポンプ部１０ａは、軸体２３と、軸体２３の端部に取り付けられた羽根車２２と、羽根車２２を収容するポンプケーシング１５と、ポンプケーシング１５の開口部を覆うケーシングカバー２０と、を有している。ポンプケーシング１５は、吸込み口が形成された吸込み部１５ａと、吐出し口が形成された吐出し部１５ｂと、を有している。ケーシングカバー２０には、軸体２３が貫通する開口部が形成されており、この開口部の内周には、軸体２３を軸支する第１軸受５３が取り付けられている。

【0019】

図示された例では、軸体２３の端部には、第１スラスト板５７と、第１軸スリーブ５５と、ディスタンスピース５９とが、この順に嵌め込まれ、羽根車２２とともにボルトによって固定されている。第１軸スリーブ５５は、第１軸受５３と対向して配置されており、第１軸受５３との摺動により軸体２３が損傷することを防止している。

【0020】

一方、モータ部１０ｂは、軸体２３に固定された回転子２４と、回転子２４の外側に配置された固定子２５と、固定子２５の内側に軸体２３と同軸に配置され、一端がケーシングカバー２０により密閉された筒状の第１キャン６０と、第１キャン６０の他端を密閉するエンドカバー１７と、を有している。エンドカバー１７の中央部には、軸体２３を軸支する第２軸受５４が取り付けられている。

【0021】

図示された例では、軸体２３のエンドカバー１７側の端部には、第２スラスト板５８と、第２軸スリーブ５６とが、この順に嵌め込まれ、ボルトによって固定されている。第２軸スリーブ５６は、第２軸受５４と対向して配置されており、第２軸受５４との摺動により軸体２３が損傷することを防止している。

【0022】

図１に示すように、第１キャン６０の内部空間は、ケーシングカバー２０の開口部を介してポンプケーシング１５の内部空間と連通されており、キャンドモータポンプ１０の動作中は液体により満たされるようになっている。図示された例では、回転子２４は、円筒状の第２キャン６１により覆われており、第１キャン６０の内部空間を満たす液体により回転子２４に腐食が生じることが防止されている。

【0023】

図示された例では、第１キャン６０の内部空間として、回転子２４と第１軸受５３との間に第１空間３１、回転子２４と第２軸受５４との間に第２空間３２、エンドカバー１７と第２軸受５４との間に第３空間３３がそれぞれ形成されている。また、第１軸受５３と第１軸スリーブ５５とで第１流路４１、第１軸受５３の端面と第１スラスト板５７とで第２流路４２、第１キャン６０と第２キャン６１とで第３流路４３、第２軸受５４の端面と第２スラスト板５８とで第４流路４４、第２軸受５４と第２軸スリーブ５６とで第５流路４５がそれぞれ構成されている。

【0024】

図１に示すように、キャンドモータポンプ１０には、昇圧された液体の一部を吐出し部１５ｂからポンプ部１０ａへと導くバイパス管１４が設けられている。バイパス管１４の一端は、ポンプケーシング１５の吐出し部１５ｂに接続されており、バイパス管１４の他端はモータ部１０ｂのエンドカバー１７に接続されている。バイパス管１４の途中には、バイパス管１４を流れる液体の流量を調整するオリフィス１６が設けられている。

【0025】

吐出し部１５ａから取り出される液体の一部は、圧力差により、バイパス管１４とオリフィス１６とを経由して、モータ部１０ｂの第１キャン６０の内部空間へと流入され、ケーシングカバー２０の開口部を通り、ポンプ部１０ａの吸込み部１５ａへと戻される。このような液体の循環により、モータ部１０ｂと軸受５３、５４とが冷却されるとともに軸受５３、５４の潤滑が行われる。

【0026】

なお、軸受５３、５４の材料としては、例えばカーボンが用いられ、軸受５３、５４と摺動する軸スリーブ５５、５６の材料としては、例えば摺動面に硬質のメッキや溶射が施されたステンレス鋼が採用される。

【0027】

本実施の形態では、バイパス管１４の途中には、液体に含まれる塩素イオンを吸着するイオン交換フィルタ１１が設けられている。

【0028】

イオン交換フィルタ１１は、好ましくはバイパス管１４の中央より上流側（すなわち吐出し部１５ｂ側）、より好ましくはバイパス管１４を三等分したときに最も上流側、さらに好ましくはバイパス管１４を四等分したときに最も上流側、に配置されている。イオン交換フィルタ１１が上流側に配置されているほど、液体に含まれる塩分によるバイパス管１４の腐食が効果的に低減され得る。

【0029】

図示された例では、イオン交換フィルタ１１は、オリフィス１６よりも上流側に配置されている。この場合、液体中の塩素イオンがイオン交換フィルタ１１により吸着され、微量の塩分によるバイパス管１４の腐食が低減されるため、発生する錆がオリフィス１６に詰まって冷却効率が低下することが抑制され得る。

【0030】

次に、イオン交換フィルタ１１の配置について詳しく説明する。図２は、イオン交換フィルタ１１の配置の一例を説明するための図である。

【0031】

図２に示すように、バイパス管１４は、吐出し部１５ｂに接続された第１配管１４ａと、モータ部１０ｂに接続された第２配管１４ｂと、第１配管１４ａの端部と第２配管１４ｂの端部とを接続するユニオン１４ｃと、を有している。ユニオン１４ｃは、それ自体は市販の配管接続部品であり、ユニオン１４ｃのナットを回転させることで、第１配管１４ａと第２配管１４ｂとは容易に分離可能である。

【0032】

図示された例では、イオン交換フィルタ１１は、第２配管１４ｂの端部の内側に配置されている。これにより、イオン交換フィルタ１１を頻繁に交換する必要がある場合であっても、ユニオン１４ｃのナットを回転させて第１配管１４ａと第２配管１４ｂとを分離させることで、イオン交換フィルタ１１をバイパス管１４から容易に着脱することができる。なお、図示された例では、イオン交換フィルタ１１は、第２配管１４ｂの端部の内側に配置されていたが、第１配管１４ａの端部の内側に配置されていてもよい。

【0033】

次に、このような構成からなるキャンドモータポンプ１０の作用について説明する。

【0034】

まず、キャンドモータポンプ１０を動作させるには、モータ部１０ｂの固定子２５に電力を供給して、回転子２４に回転力を生じさせる。これにより、軸体２３と羽根車２２とが回転子２４と一体に回転される。羽根車２２の回転により、ポンプケーシング１５内の液体が流動され、吸込み部１５ａの吸込み口から液体が吸い込まれるとともに、昇圧された液体が吐出し部１５ｂの吐出し口から吐き出される。

【0035】

ここで、吐出し部１５ａから取り出される液体の一部は、バイパス管１４とオリフィス１６とを経由して、エンドカバー１７からポンプ部１０ａの第３空間３３へと流入し、第３空間３３から、第５流路４５、第４流路４４、第２空間３２、第３流路４３、第１空間３１、第２流路４２、第１流路４１を通り、羽根車２２の裏側の空間１３に流入し、羽根車２２に形成されたバランスホール２２ａを通り、ポンプ部１０ａの吸込み部１５ａ側へと戻される。この経路によって、モータ部１０ｂと軸受５３、５４の冷却および軸受５３、５４の潤滑が行われる。

【0036】

ところで、発明が解決しようとする課題の欄でも言及したように、従来のキャンドモータポンプでは、バイパス管を流れる液体に微量の塩分が混ざっている場合、モータ部の軸受において電食が生じる可能性があった。

【0037】

一方、本実施の形態では、バイパス管１４の途中にイオン交換フィルタ１１が設けられているため、液体に含まれる塩素イオンはイオン交換フィルタ１１により吸着され、モータ部１０ｂに侵入することが抑制される。これにより、液体に含まれる塩分によるモータ部１０ｂの電食が抑えられ得る。

【0038】

また、イオン交換フィルタ１１がバイパス管１４の上流側に配置されているため、微量の塩分によるバイパス管１４の腐食が効果的に低減される。また、イオン交換フィルタ１１がオリフィス１６より上流側に配置されているため、液体中の塩素イオンがオリフィス１６より上流側にて吸着される。これにより、バイパス管１４にて発生する錆がオリフィス１６に詰まってモータ部１０ｂの冷却効率が低下することが抑制され得る。

【0039】

イオン交換フィルタ１１に多量の塩素イオンが吸着して劣化した場合には、キャンドモータポンプ１０の動作を停止させた後、イオン交換フィルタ１１を交換する。すなわち、ユニオン１４ｃのナットを回転させ、第１配管１４ａと第２配管１４ｂとを分離させる。イオン交換フィルタ１１は、第２配管１４ｂの端部の内側に配置されているため、第１配管１４ａと第２配管１４ｂとを分離させるだけで、イオン交換フィルタ１１をバイパス管１４から容易に着脱することができる。したがって、イオン交換フィルタ１１の交換が極めて容易である。

【0040】

以上のような本実施の形態によれば、バイパス管１４にイオン交換フィルタ１１が設けられているため、液体に含まれる塩素イオンはイオン交換フィルタ１１により吸着され、モータ部１０ｂに侵入することが低減される。これにより、液体に含まれる塩分によるモータ部１０ｂの電食が抑えられ得る。

【0041】

また、本実施の形態によれば、イオン交換フィルタ１１がオリフィス１６より上流側に配置されているため、液体中の塩素イオンがオリフィス１６より上流側にて吸着される。これにより、バイパス管１４にて発生する錆がオリフィス１６に詰まって冷却効率が低下することが抑制され得る。

【0042】

また、本実施の形態によれば、イオン交換フィルタ１１が、バイパス管１４の中央より上流側に配置されているため、微量の塩分によるバイパス管１４の腐食がより効果的に低減され得る。

【0043】

また、本実施の形態によれば、バイパス管１４の第１配管１４ａと第２配管１４ｂとがユニオン１４ｃにより接続されており、イオン交換フィルタ１１は、第１配管１４ａの端部または第２配管１４ｂの端部の内側に配置されているため、ユニオン１４ｃを操作して第１配管１４ａと第２配管１４ｂとを分離させるだけで、イオン交換フィルタ１１をバイパス管１４から容易に着脱することが可能となる。したがって、イオン交換フィルタ１１の交換が極めて容易である。

【0044】

なお、本実施の形態では、バイパス管１４の第１配管１４ａと第２配管１４ｂとがユニオン１４ｃにより接続されており、イオン交換フィルタ１１は、第１配管１４ａの端部または第２配管１４ｂの端部の内側に配置されていたが、イオン交換フィルタ１１の配置はこのような態様に限定されない。

【0045】

図３は、イオン交換フィルタ１１の配置の別例を説明するための斜視図である。図３に示すように、この例では、バイパス管１４は、吐出し部１５ａに接続された第１配管１４ａとモータ部１０ｂに接続された第２配管１４ｂと、第１配管１４ａの端部と第２配管１４ｂの端部とを接続する蓋付き容器７０と、を有している。

【0046】

図示された例では、蓋付き容器７０は、上端部が開口した四角筒形状の容器本体７１と、容器本体７１の上端部の縁にヒンジを用いて連結された蓋体７２と、を有している。イオン交換フィルタ１１は、直方体形状を有する樹脂であり、容器本体７１の内側に収容されるようになっている。

【0047】

容器本体７１の上端部の開口を取り囲む端面には、ガスケット７３が設けられている。蓋体７２がヒンジを軸として回動して容器本体７１の開口部を覆う際に、蓋体７２と容器本体７１との間にガスケット７３が挟み込まれる。これにより、蓋付き容器７０は密閉され得る。

【0048】

このような態様によれば、蓋体７２をヒンジを軸として回動して容器本体７１の開口部から外すだけで、イオン交換フィルタ１１を容器本体７１から容易に着脱することが可能となる。したがって、このような態様によっても、イオン交換フィルタ１１の交換が極めて容易である。

【0049】

なお、蓋付き容器７０の形状は、四角筒形状に限定されるものではなく、例えば円筒形状であってもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ キャンドモータポンプ
１０ａ ポンプ部
１０ｂ モータ部
１１ イオン交換フィルタ
１３ 羽根車の裏側の空間
１４ バイパス管
１４ａ 第１配管
１４ｂ 第２配管
１４ｃ ユニオン
１５ ポンプケーシング
１５ａ 吸込み部
１５ｂ 吐出し部
１６ オリフィス
１７ エンドカバー
２０ ケーシングカバー
２２ 羽根車
２３ 軸体
２４ 回転子
２５ 固定子
３１ 第１空間
３２ 第２空間
３３ 第３空間
４１ 第１流路
４２ 第２流路
４３ 第３流路
４４ 第４流路
５３ 第１軸受
５４ 第２軸受
５５ 第１軸スリーブ
５６ 第２軸スリーブ
５７ 第１スラスト板
５８ 第２スラスト板
５９ ディスタンスピース
６０ 第１キャン
６１ 第２キャン
７０ 蓋付き容器
７１ 容器本体
７２ 蓋体
７３ ガスケット

【図1】

【図2】

【図3】