WO2023013255A1 - Motor pump - Google Patents
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
Definitions
- the present invention relates to motor pumps.
- Axial gap type canned motor pumps are known, in which an impeller having a permanent magnet is rotated by a magnetic field generated by a motor stator. Due to their compact structure, such motor-pumps are sometimes incorporated into various devices such as temperature control devices (chillers).
- JP 2010-048162 A JP 2019-120158 A JP-A-61-178595 JP-A-61-178596
- Such a motor pump has a structure in which the handled liquid (liquid) flows inside the motor pump to cool the motor. Therefore, when a low-temperature liquid is transferred, the liquid handled may be affected by the heat of the motor (more specifically, the stator coil), and as a result, the temperature of the liquid handled may rise.
- the motor when transferring a high-temperature liquid, the motor (more specifically, the stator coil) may be affected by the heat of the liquid and the temperature of the motor may rise. As a result, the motor may fail due to its temperature rise.
- an object of the present invention is to provide a motor pump that can eliminate the influence of heat between the liquid to be handled and the motor.
- an impeller housing a permanent magnet, a pump casing housing the impeller, a motor stator having teeth around which stator coils are wound, a motor casing housing the motor stator,
- a motor pump comprising:
- the motor casing includes a motor can that accommodates only tip portions of the teeth and has an accommodation recess facing the impeller.
- the tip section extends further toward the impeller than the stator coil.
- the motor can forms at least part of an impeller-facing portion in which the housing recess is formed, and a liquid flow path connected to the impeller-facing portion and extending to a liquid inlet of the impeller. and a flow path forming portion.
- the impeller facing portion and the flow path forming portion are configured from separate members.
- the impeller facing portion and the flow path forming portion are integrally molded members.
- the motor casing includes a motor frame connected to the motor can, the motor frame being constructed of a material having a higher thermal conductivity than the motor can.
- the motor can is constructed from a heat insulating material.
- the motor stator includes a heat insulating material covering the tip portion.
- the tip portion is accommodated in the accommodation recess via a space formed between the tip portion and the accommodation recess.
- the motor pump has a structure in which the stator coil is arranged apart from the flow path of the handled liquid. Therefore, the motor pump can eliminate the influence of heat between the handled liquid and the motor.
- FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a motor pump.
- the motor pump MP includes an impeller 1 housing a permanent magnet 5, a motor stator 6 generating a magnetic force acting on the permanent magnet 5, a pump casing 2 housing the impeller 1, It has a motor casing 3 that houses a motor stator 6 and bearings 10 that support the radial load and thrust load of the impeller 1 .
- Motor stator 6 and bearing 10 are arranged on the suction side of impeller 1 .
- the pump casing 2 and motor casing 3 are connected to each other by a plurality of connecting bolts (not shown). Between the pump casing 2 and the motor casing 3 (more specifically, the motor can 3A), a seal member (for example, an O-ring) 9 is arranged to prevent liquid leakage.
- a seal member for example, an O-ring
- the structure of the motor casing 3 including the motor can 3A will be described later.
- the impeller 1 and the motor can 3A of the motor casing 3 face each other with a minute gap therebetween, and the impeller 1 rotates when a rotating magnetic field generated by the motor stator 6 acts on the permanent magnet 5.
- the permanent magnet 5 is a ring-shaped permanent magnet magnetized with a plurality of magnetic poles, but a plurality of permanent magnets 5 may be provided.
- the motor pump MP further includes an annular magnet yoke 19 (magnetic body) arranged adjacent to the permanent magnet 5 .
- the permanent magnet 5 is arranged on the suction side of the magnet yoke 19 .
- the impeller 1 is rotatably supported by a single bearing 10.
- the bearing 10 is a slide bearing (dynamic pressure bearing) that utilizes dynamic pressure of liquid.
- the bearing 10 includes a rotation side bearing body 11 fixed to the impeller 1 and a fixed side bearing body 12 fixed to the motor can 3A of the motor casing 3 .
- the rotation-side bearing body 11 is arranged so as to surround the liquid inlet of the impeller 1 .
- the fixed-side bearing 12 is arranged on the suction side of the rotary-side bearing 11 .
- the fixed-side bearing body 12 has a radial surface 12 a that supports the radial load of the impeller 1 and a thrust surface 12 b that supports the thrust load of the impeller 1 .
- the radial surface 12a extends parallel to the direction of the axis CL of the motor pump MP (that is, the axis of the impeller 1), and the thrust surface 12b extends perpendicular to the direction of the axis CL.
- the rotation-side bearing body 11 has an annular shape.
- the inner peripheral surface 11 a of the rotating bearing 11 faces the radial surface 12 a of the fixed bearing 12
- the side surface 11 b of the rotating bearing 11 faces the thrust surface 12 b of the fixed bearing 12 .
- the motor pump MP includes a suction port 15 having a suction port 15a, which is fixed to the motor can 3A of the motor casing 3 (more specifically, the flow path forming portion 3A-2 described later).
- a liquid flow path LC1 is formed in the suction port 15, the motor can 3A (more specifically, the flow path forming portion 3A-2), and the central portion of the bearing .
- the liquid flow path LC1 extends parallel to the direction of the axis CL of the motor pump MP, and constitutes one flow path extending from the suction port 15a to the liquid inlet of the impeller 1 .
- the motor pump MP has a discharge port 16 fixed to the pump casing 2 and having a discharge port 16a.
- the liquid pressurized by the rotating impeller 1 is discharged to the outside of the motor pump MP through the discharge port 16a.
- the discharge port 16a is arranged radially outward of the impeller 1, and the suction port 15a is arranged in a direction perpendicular to the radial direction of the impeller 1 (that is, in the direction of the axis CL).
- the motor pump MP in which the suction port 15a and the discharge port 16a are perpendicular to each other is a so-called end-top type motor pump.
- a part of the liquid discharged from the impeller 1 is guided to the bearing 10 through a minute gap (that is, the liquid flow path LC2) between the impeller 1 and the motor can 3A of the motor casing 3.
- a minute gap that is, the liquid flow path LC2
- the impeller 1 is supported by the bearing 10 in a non-contact manner. Since the fixed-side bearing 12 supports the rotating-side bearing 11 with the radial surface 12 a and the thrust surface 12 b orthogonal to each other, the tilting of the impeller 1 is restricted by the bearing 10 .
- the motor stator 6 includes a stator core 6A and a plurality of stator coils 6B attached to the stator core 6A.
- the stator core 6A includes a plurality of teeth 6A-1 around which a plurality of stator coils 6B are wound, and a yoke 6A-2 connected to the teeth 6A-1.
- the plurality of teeth portions 6A-1 and yoke portions 6A-2 may be integrally constructed dust core bodies, or may be electromagnetic steel sheet laminates joined together.
- the yoke portion 6A-2 has an annular shape.
- the tooth portions 6A-1 extend from the yoke portion 6A-2 in the direction of the axis CL, and are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the yoke portion 6A-2.
- stator coils 6B extensions of windings from the stator coils 6B are respectively connected to a substrate 50, and the substrate 50 is printed with connection patterns for driving the plurality of stator coils 6B.
- a lead wire 40 is further connected to the substrate 50 and connected to a power supply (not shown) external to the motor pump MP.
- the motor stator 6 is a heating element. More specifically, when a current is passed through the stator coil 6B of the motor stator 6, the stator coil 6B generates heat. If the stator coil 6B, which is a heating element, is arranged close to the flow path of the liquid, one of the liquid and the stator coil 6B may be affected by the heat of the other. Therefore, in this embodiment, the motor pump MP has a structure that can eliminate the influence of heat between the stator coil 6B and the liquid.
- FIG. 2 is a partially enlarged view of the motor casing.
- the motor casing 3 includes a motor can 3A that accommodates only the tip portions 60 of the tooth portions 6A-1 and has an accommodation recess 65 that faces the impeller 1, and a and a connected motor frame 3B.
- the motor can 3A includes an impeller-facing portion 3A-1 in which a housing recess 65 is formed, and at least a portion of a liquid flow path LC1 connected to the impeller-facing portion 3A-1 and extending to the liquid inlet of the impeller 1. and a flow path forming portion 3A-2 to be formed.
- the impeller facing portion 3A-1 may have a number of housing recesses 65 corresponding to the number of teeth 6A-1, or may have annular housing recesses 65.
- the impeller facing portion 3A-1 has an annular shape, and the flow path forming portion 3A-2 has a cylindrical shape.
- the impeller facing portion 3A-1 and the flow path forming portion 3A-2 are arranged concentrically with the liquid flow path LC1.
- the flow path forming portion 3A-2 is connected to the inner peripheral side of the impeller facing portion 3A-1, and is located between the impeller facing portion 3A-1, the flow path forming portion 3A-2, and the fixed side bearing 12.
- a sealing member (for example, an O-ring) 59 for preventing leakage of liquid is arranged at .
- FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the motor can.
- the impeller facing portion 3A-1 and the flow path forming portion 3A-2 are configured from separate members, but in one embodiment, the impeller facing portion 3A-1 and flow path forming Section 3A-2 may be a unitary molded member (see FIG. 3). In this case, the seal member 59 may be omitted.
- a motor frame 3B having a cylindrical shape is arranged radially outside the flow path forming portion 3A-2.
- the motor frame 3B is arranged concentrically with the liquid flow path LC1.
- a sealing member for example, an O-ring
- 58 is arranged between the motor frame 3B and the impeller-facing portion 3A-1 to prevent liquid from entering from the outside.
- the stator coil 6B is arranged on the base end portion 61 side of the tooth portion 6A-1, and the tip end portion 60 of the tooth portion 6A-1 extends toward the impeller 1 from the stator coil 6B.
- a proximal end portion 61 of the tooth portion 6A-1 is arranged on the opposite side to the distal end portion 60 and is connected to the yoke portion 6A-2.
- stator coil 6B when the stator coil 6B is attached to the stator core 6A, the teeth 6A-1 protrude from the stator coil 6B. Therefore, the tip portion 60 of the tooth portion 6A-1 protruding from the stator coil 6B is accommodated in the accommodation recess 65 of the impeller facing portion 3A-1.
- a stator coil 6B attached to the stator core 6A is arranged adjacent to the impeller facing portion 3A-1.
- a liquid flow path LC2 communicating with the bearing 10 is formed in the gap between the impeller 1 and the impeller facing portion 3A-1.
- the stator coil 6B can be arranged apart from the liquid flow path LC2 by accommodating only the tip portion 60 of the tooth portion 6A-1 in the accommodation recess 65.
- the motor pump MP can eliminate thermal effects between the liquid and the stator coils 6B.
- the tip portion 60 of the tooth portion 6A-1 that generates the rotating magnetic field is adjacent to the permanent magnet 5 via the liquid flow path LC2. Therefore, the motor stator 6 can reliably cause the rotating magnetic field generated by itself to act on the permanent magnet 5 . As a result, the impeller 1 can generate sufficient rotational torque.
- the stator coil 6B attached to the stator core 6A is arranged between the flow path forming portion 3A-2 and the motor frame 3B.
- the motor frame 3B is made of a material (eg, aluminum, copper) having a higher thermal conductivity than the motor can 3A (that is, the impeller facing portion 3A-1 and the flow path forming portion 3A-2).
- the motor can 3A is made of a heat insulating material (for example, resin).
- FIG. 4 is a diagram for explaining the transfer of heat generated from the stator coils.
- the flow path forming portion 3A-2 made of heat insulating material can prevent the heat generated from the stator coil 6B from being transferred to the liquid flowing through the liquid flow path LC1.
- the impeller facing portion 3A-1 made of heat insulating material can prevent the heat generated from the stator coil 6B from being transferred to the liquid flowing through the liquid flow path LC2.
- heat generated from the stator coil 6B is radiated to the outside of the motor pump MP through the motor frame 3B. Therefore, the motor pump MP can more reliably eliminate the influence of heat between the liquid and the stator coil 6B.
- the motor pump MP has a heat radiating member 20 that closes the open end of the motor casing 3 .
- the heat dissipation member 20 is arranged between the motor casing 3 and the suction port 15 .
- the heat radiating member 20 is made of a material (for example, aluminum, copper) having higher thermal conductivity than the motor can 3A.
- the heat dissipation member 20 may be constructed from the same material as the motor frame 3B. The heat radiation member 20 can more efficiently radiate the heat generated from the stator coil 6B to the outside of the motor pump MP.
- FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the motor pump.
- the motor pump MP may further include heat radiating fins 80 fixed to the surface of the heat radiating member 20 .
- the heat radiating fins 80 may be fixed to the entire surface of the heat radiating member 20 or may be fixed to a part of the heat radiating member 20 .
- the heat radiating fins 80 may be formed integrally with the heat radiating member 20 .
- the heat radiating fins 80 may be fixed not only to the heat radiating member 20 but also to the motor frame 3B, and instead of being fixed to the heat radiating member 20, they may be fixed to the motor frame 3B.
- the heat radiating fins 80 may be formed integrally with the motor frame 3B.
- FIG. 6 is a diagram showing the insulating coating portion covering the contact portion of the stator core with the stator coil. As shown in FIG. 6, the motor stator 6 has an insulating coating portion 71 covering a contact portion 70 of the stator core 6A with the stator coil 6B.
- the contact portion 70 is part of the base end portion 61 of the tooth portion 6A-1 and the yoke portion 6A-2, and the contact portion 70 is covered with the insulating coating portion 71.
- the insulating coating portion 71 can ensure insulation between the stator core 6A and the stator coil 6B.
- the insulating coating portion 71 may be a thin film made of resin.
- the motor stator 6 may be provided with a heat insulating material 75 covering the tip portion 60 of the tooth portion 6A-1.
- An example of the heat insulating material 75 is resin.
- the motor pump MP can more reliably eliminate the influence of heat between the motor stator 6 and the liquid passing through the liquid flow path LC2.
- the insulating material 75 may correspond to the insulating coating 71 and the insulating coating 71 may cover the tip section 60 .
- FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the tooth portion.
- the tip portion 60 of the tooth portion 6A-1 is accommodated in the accommodation recess 65 via a space formed between the tip portion 60 and the accommodation recess 65.
- an air layer is formed between the tip portion 60 and the accommodation recess 65 .
- This air layer has the same effect as the heat insulating material 75 . Therefore, by forming an air layer, the embodiment shown in FIG. 7 can achieve the same effect as the embodiment shown in FIG.
- the embodiment shown in FIG. 6 and the embodiment shown in FIG. 7 may be combined.
- the motor stator 6 is provided with a heat insulating material 75 , and a space (a layer of air) is formed between the tip portion 60 covered with the heat insulating material 75 and the housing recess 65 .
- the present invention can be used for motor pumps.
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Abstract
Description
本発明は、モータポンプに関する。 The present invention relates to motor pumps.
永久磁石を有する羽根車を、モータ固定子が発生する磁界により回転させるアキシャルギャップ型キャンドモータポンプが知られている。このようなモータポンプは、小型構造を有しているため、温度調整装置(チラー)などの各種装置に組み込まれることがある。 Axial gap type canned motor pumps are known, in which an impeller having a permanent magnet is rotated by a magnetic field generated by a motor stator. Due to their compact structure, such motor-pumps are sometimes incorporated into various devices such as temperature control devices (chillers).
このようなモータポンプは、取扱液(液体)がモータポンプの内部を流れて、モータを冷却する構造を有している。したがって、低温の液体を移送する場合、取扱液がモータ(より具体的には、固定子コイル)の熱の影響を受けてしまい、結果として、取扱液の温度が上昇してしまうおそれがある。 Such a motor pump has a structure in which the handled liquid (liquid) flows inside the motor pump to cool the motor. Therefore, when a low-temperature liquid is transferred, the liquid handled may be affected by the heat of the motor (more specifically, the stator coil), and as a result, the temperature of the liquid handled may rise.
その一方で、高温の液体を移送する場合、モータ(より具体的には、固定子コイル)が液体の熱の影響を受けて、モータの温度が上昇してしまうおそれがある。結果として、モータは、その温度上昇に起因して、故障するおそれがある。 On the other hand, when transferring a high-temperature liquid, the motor (more specifically, the stator coil) may be affected by the heat of the liquid and the temperature of the motor may rise. As a result, the motor may fail due to its temperature rise.
そこで、本発明は、取扱液とモータとの間における熱の影響を排除することができるモータポンプを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a motor pump that can eliminate the influence of heat between the liquid to be handled and the motor.
一態様では、永久磁石を収容する羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、固定子コイルが巻き付けられたティース部を有するモータ固定子と、前記モータ固定子を収容するモータケーシングと、を備えるモータポンプが提供される。前記モータケーシングは、前記ティース部の先端部位のみを収容し、かつ前記羽根車に対向する収容凹部を有するモータキャンを備えている。 In one aspect, an impeller housing a permanent magnet, a pump casing housing the impeller, a motor stator having teeth around which stator coils are wound, a motor casing housing the motor stator, A motor pump is provided comprising: The motor casing includes a motor can that accommodates only tip portions of the teeth and has an accommodation recess facing the impeller.
一態様では、前記先端部位は、前記固定子コイルよりも前記羽根車に向かって延びている。
一態様では、前記モータキャンは、前記収容凹部が形成された羽根車対向部と、前記羽根車対向部に接続され、かつ前記羽根車の液体入口まで延びる液体流路の少なくとも一部を形成する流路形成部と、を備えている。
一態様では、前記羽根車対向部および前記流路形成部は、別部材から構成されている。
In one aspect, the tip section extends further toward the impeller than the stator coil.
In one aspect, the motor can forms at least part of an impeller-facing portion in which the housing recess is formed, and a liquid flow path connected to the impeller-facing portion and extending to a liquid inlet of the impeller. and a flow path forming portion.
In one aspect, the impeller facing portion and the flow path forming portion are configured from separate members.
一態様では、前記羽根車対向部および前記流路形成部は、一体成形部材である。
一態様では、前記モータケーシングは、前記モータキャンに接続されたモータフレームを備えており、前記モータフレームは、前記モータキャンよりも高い熱伝導率を有する材料から構成されている。
一態様では、前記モータキャンは、断熱材から構成されている。
In one aspect, the impeller facing portion and the flow path forming portion are integrally molded members.
In one aspect, the motor casing includes a motor frame connected to the motor can, the motor frame being constructed of a material having a higher thermal conductivity than the motor can.
In one aspect, the motor can is constructed from a heat insulating material.
一態様では、前記モータ固定子は、前記先端部位を覆う断熱材を備えている。
一態様では、前記先端部位は、前記先端部位と前記収容凹部との間に形成された空間を介して、前記収容凹部に収容されている。
In one aspect, the motor stator includes a heat insulating material covering the tip portion.
In one aspect, the tip portion is accommodated in the accommodation recess via a space formed between the tip portion and the accommodation recess.
モータポンプは、固定子コイルを取扱液の流路から離間して配置する構造を有している。したがって、モータポンプは、取扱液とモータとの間における熱の影響を排除することができる。 The motor pump has a structure in which the stator coil is arranged apart from the flow path of the handled liquid. Therefore, the motor pump can eliminate the influence of heat between the handled liquid and the motor.
以下、モータポンプの実施形態について、図面を参照して説明する。以下の実施形態において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Embodiments of the motor pump will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
図1は、モータポンプの一実施形態を示す図である。図1に示すように、モータポンプMPは、永久磁石5を収容する羽根車1と、永久磁石5に作用する磁力を発生するモータ固定子6と、羽根車1を収容するポンプケーシング2と、モータ固定子6を収容するモータケーシング3と、羽根車1のラジアル荷重およびスラスト荷重を支持する軸受10と、を備えている。モータ固定子6および軸受10は、羽根車1の吸込側に配置されている。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a motor pump. As shown in FIG. 1, the motor pump MP includes an
ポンプケーシング2およびモータケーシング3は、複数の連結ボルト(図示しない)によって、互いに連結されている。ポンプケーシング2とモータケーシング3(より具体的には、モータキャン3A)との間には、液体の漏洩を防止するためのシール部材(例えば、Oリング)9が配置されている。モータキャン3Aを含むモータケーシング3の構造については、後述する。
The
羽根車1およびモータケーシング3のモータキャン3Aは、微小な隙間を介して対向しており、羽根車1は、モータ固定子6により発生される回転磁界が永久磁石5に作用することによって回転する。本実施形態では、永久磁石5は、複数の磁極が着磁された1つの環状の永久磁石であるが、複数の永久磁石5が設けられてもよい。モータポンプMPは、永久磁石5に隣接して配置された環状のマグネットヨーク19(磁性体)をさらに備えている。永久磁石5はマグネットヨーク19の吸込側に配置されている。
The
羽根車1は、単一の軸受10によって回転自在に支持されている。軸受10は、液体の動圧を利用したすべり軸受(動圧軸受)である。軸受10は、羽根車1に固定された回転側軸受体11と、モータケーシング3のモータキャン3Aに固定された固定側軸受体12と、を備えている。回転側軸受体11は、羽根車1の液体入口を囲むように配置されている。固定側軸受体12は、回転側軸受体11の吸込側に配置されている。
The
固定側軸受体12は、羽根車1のラジアル荷重を支持するラジアル面12aと、羽根車1のスラスト荷重を支持するスラスト面12bと、を有している。ラジアル面12aは、モータポンプMPの軸線CL方向(すなわち、羽根車1の軸心)と平行に延びており、スラスト面12bは、軸線CL方向と垂直に延びている。
The fixed-side bearing
回転側軸受体11は、環状形状を有している。回転側軸受体11の内周面11aは固定側軸受体12のラジアル面12aに対向し、回転側軸受体11の側面11bは固定側軸受体12のスラスト面12bに対向している。
The rotation-side bearing
モータポンプMPは、モータケーシング3のモータキャン3A(より具体的には、後述する流路形成部3A-2)に固定された、吸込口15aを有する吸込ポート15を備えている。吸込ポート15、モータキャン3A(より具体的には、流路形成部3A-2)、および軸受10の中心部には、液体流路LC1が形成されている。液体流路LC1は、モータポンプMPの軸線CL方向と平行に延びており、吸込口15aから羽根車1の液体入口まで延びる1つの流路を構成している。
The motor pump MP includes a
モータポンプMPは、ポンプケーシング2に固定された、吐出口16aを有する吐出ポート16を備えている。回転する羽根車1によって昇圧された液体は、吐出口16aを通じて、モータポンプMPの外部に吐き出される。吐出口16aは羽根車1の半径方向外側に配置されており、吸込口15aは、羽根車1の半径方向とは垂直な方向(すなわち、軸線CL方向)に配置されている。このように、吸込口15aおよび吐出口16aが直交するモータポンプMPは、いわゆるエンドトップ型モータポンプである。
The motor pump MP has a
羽根車1から吐き出された液体の一部は、羽根車1とモータケーシング3のモータキャン3Aとの間の微小な隙間(すなわち、液体流路LC2)を通って軸受10に導かれる。回転側軸受体11が羽根車1とともに回転すると、回転側軸受体11と固定側軸受体12との間に液体の動圧が発生し、羽根車1は軸受10によって非接触に支持される。固定側軸受体12は、直交するラジアル面12aおよびスラスト面12bにより回転側軸受体11を支持しているので、羽根車1の傾動は軸受10によって制限される。
A part of the liquid discharged from the
図1に示すように、モータ固定子6は、固定子コア6Aと、固定子コア6Aに装着された複数の固定子コイル6Bと、を備えている。固定子コア6Aは、複数の固定子コイル6Bが巻き付けられた複数のティース部6A-1と、複数のティース部6A-1に接続されたヨーク部6A-2と、を備えている。複数のティース部6A-1およびヨーク部6A-2は、一体的に構成された圧粉鉄心体であってもよく、または互いに接合された電磁鋼板積層体であってもよい。ヨーク部6A-2は、環状形状を有している。ティース部6A-1は、ヨーク部6A-2から軸線CL方向に延びており、ヨーク部6A-2の周方向に沿って等間隔で配置されている。
As shown in FIG. 1, the
固定子コイル6Bには、固定子コイル6Bからの巻線の延長部分がそれぞれ基板50に接続されており、基板50には、複数の固定子コイル6Bを駆動するための結線パターンがプリントされている。基板50には、さらに、リード線40が接続されており、モータポンプMPの外部の電源(図示しない)に接続される。
In the
モータ固定子6は発熱体である。より具体的には、モータ固定子6の固定子コイル6Bに電流を流すと、固定子コイル6Bは発熱する。発熱体である固定子コイル6Bが液体の流路に近接して配置されている場合、液体および固定子コイル6Bのうちの一方は、他方の熱の影響を受けてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、モータポンプMPは、固定子コイル6Bと液体との間における熱の影響を排除することができる構造を有している。
The
図2は、モータケーシングの部分拡大図である。図1および図2に示すように、モータケーシング3は、ティース部6A-1の先端部位60のみを収容し、かつ羽根車1に対向する収容凹部65を有するモータキャン3Aと、モータキャン3Aに接続されたモータフレーム3Bと、を備えている。
FIG. 2 is a partially enlarged view of the motor casing. As shown in FIGS. 1 and 2, the
モータキャン3Aは、収容凹部65が形成された羽根車対向部3A-1と、羽根車対向部3A-1に接続され、かつ羽根車1の液体入口まで延びる液体流路LC1の少なくとも一部を形成する流路形成部3A-2と、を備えている。羽根車対向部3A-1は、ティース部6A-1の数に対応する数の収容凹部65を有してもよく、環状の収容凹部65を有してもよい。本実施形態では、流路形成部3A-2は、液体流路LC1の一部を形成しているが、モータポンプの構造に応じて、液体流路LC1の全部を形成してもよい。
The motor can 3A includes an impeller-facing
羽根車対向部3A-1は環状形状を有しており、流路形成部3A-2は筒形状を有している。羽根車対向部3A-1および流路形成部3A-2は、液体流路LC1と同心状に配置されている。流路形成部3A-2は、羽根車対向部3A-1の内周側に接続されており、羽根車対向部3A-1、流路形成部3A-2、および固定側軸受体12の間には、液体の漏洩を防止するためのシール部材(例えば、Oリング)59が配置されている。
The
図3は、モータキャンの他の実施形態を示す図である。図2に示す実施形態では、羽根車対向部3A-1および流路形成部3A-2は、別部材から構成されているが、一実施形態では、羽根車対向部3A-1および流路形成部3A-2は、一体成形部材であってもよい(図3参照)。この場合、シール部材59を省略してもよい。
FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the motor can. In the embodiment shown in FIG. 2, the
図2に戻り、流路形成部3A-2の半径方向外側には、筒形状を有するモータフレーム3Bが配置されている。モータフレーム3Bは、液体流路LC1と同心状に配置されている。モータフレーム3Bと羽根車対向部3A-1との間には、外部からの液体の浸入を防止するためのシール部材(例えば、Oリング)58が配置されている。
Returning to FIG. 2, a
固定子コイル6Bは、ティース部6A-1の基端部位61側に配置されており、ティース部6A-1の先端部位60は、固定子コイル6Bよりも羽根車1に向かって延びている。ティース部6A-1の基端部位61は、先端部位60とは反対側に配置されており、ヨーク部6A-2に接続されている。
The
このように、固定子コイル6Bが固定子コア6Aに装着されたとき、ティース部6A-1は、固定子コイル6Bから突出している。したがって、固定子コイル6Bから突出するティース部6A-1の先端部位60は、羽根車対向部3A-1の収容凹部65に収容される。固定子コア6Aに装着された固定子コイル6Bは、羽根車対向部3A-1に隣接して配置されている。
Thus, when the
図1および図2に示すように、羽根車1と羽根車対向部3A-1との間の隙間には、軸受10に連通する液体流路LC2が形成されている。本実施形態では、ティース部6A-1の先端部位60のみを収容凹部65に収容することにより、固定子コイル6Bを液体流路LC2から離間して配置することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a liquid flow path LC2 communicating with the
したがって、低温の液体を移送する場合、液体流路LC2を通過する液体は、固定子コイル6Bの熱の影響を受けない。高温の液体を移送する場合、固定子コイル6Bは、液体流路LC2を通過する液体の熱の影響を受けない。結果として、モータポンプMPは、液体と固定子コイル6Bとの間における熱の影響を排除することができる。
Therefore, when transferring a low-temperature liquid, the liquid passing through the liquid flow path LC2 is not affected by the heat of the
一般的には、モータ固定子6と永久磁石5との間の距離が大きくなると、羽根車1の回転トルクの伝達ロスが増加してしまい、羽根車1は、十分な回転トルクを発生することができないおそれがある。本実施形態によれば、回転磁界を発生させるティース部6A-1の先端部位60は、液体流路LC2を介して永久磁石5に隣接している。したがって、モータ固定子6は、それ自身から発生される回転磁界を永久磁石5に確実に作用させることができる。結果として、羽根車1は、十分な回転トルクを発生することができる。
In general, when the distance between the
固定子コア6Aに装着された固定子コイル6Bは、流路形成部3A-2とモータフレーム3Bとの間に配置されている。モータフレーム3Bは、モータキャン3A(すなわち、羽根車対向部3A-1および流路形成部3A-2)よりも高い熱伝導率を有する材料(例えば、アルミニウム、銅)から構成されている。モータキャン3Aは、断熱材(例えば、樹脂)から構成されている。
The
図4は、固定子コイルから生じる熱の伝達を説明する図である。図4に示すように、断熱材から構成された流路形成部3A-2は、固定子コイル6Bから生じる熱の、液体流路LC1を流れる液体への伝達を防止することができる。同様に、断熱材から構成された羽根車対向部3A-1は、固定子コイル6Bから生じる熱の、液体流路LC2を流れる液体への伝達を防止することができる。その一方で、固定子コイル6Bから生じる熱は、モータフレーム3Bを通じて、モータポンプMPの外部に放熱される。したがって、モータポンプMPは、液体と固定子コイル6Bとの間における熱の影響をより確実に排除することができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the transfer of heat generated from the stator coils. As shown in FIG. 4, the flow
モータポンプMPは、モータケーシング3の開口端を閉じる放熱部材20を備えている。放熱部材20は、モータケーシング3と吸込ポート15との間に配置されている。放熱部材20は、モータキャン3Aよりも高い熱伝導率を有する材料(例えば、アルミニウム、銅)から構成されている。一実施形態では、放熱部材20はモータフレーム3Bと同一の材料から構成されてもよい。放熱部材20は、固定子コイル6Bから生じる熱をより効率的にモータポンプMPの外部に放出することができる。
The motor pump MP has a
図5は、モータポンプの他の実施形態を示す図である。図5に示すように、モータポンプMPは、放熱部材20の表面に固定された放熱フィン80をさらに備えてもよい。放熱フィン80を放熱部材20に固定することにより、固定子コイル6Bから生じる熱をさらに効率的に放出することができる。放熱フィン80は、放熱部材20の全面に固定されてもよく、または放熱部材20の一部に固定されてもよい。放熱フィン80は、放熱部材20と一体成形部材であってもよい。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the motor pump. As shown in FIG. 5 , the motor pump MP may further include
一実施形態では、放熱フィン80は、放熱部材20のみならず、モータフレーム3Bにも固定されてもよく、放熱部材20に固定する代わりに、モータフレーム3Bに固定されてもよい。放熱フィン80は、モータフレーム3Bと一体成形部材であってもよい。
In one embodiment, the
図6は、固定子コアの、固定子コイルとの接触部位を覆う絶縁コーティング部を示す図である。図6に示すように、モータ固定子6は、固定子コア6Aの、固定子コイル6Bとの接触部位70を覆う絶縁コーティング部71を備えている。
FIG. 6 is a diagram showing the insulating coating portion covering the contact portion of the stator core with the stator coil. As shown in FIG. 6, the
接触部位70は、ティース部6A-1の基端部位61およびヨーク部6A-2の一部であり、絶縁コーティング部71は、接触部位70を覆っている。このような構成により、絶縁コーティング部71は、固定子コア6Aの、固定子コイル6Bとの絶縁を確保することができる。絶縁コーティング部71は、樹脂から構成された薄膜であってもよい。
The
図6に示すように、モータ固定子6は、ティース部6A-1の先端部位60を覆う断熱材75を備えてもよい。断熱材75の一例として、樹脂を挙げることができる。先端部位60を断熱材75で覆うことにより、モータポンプMPは、液体流路LC2を通過する液体とモータ固定子6との間における熱の影響をより確実に排除することができる。一実施形態では、断熱材75が絶縁コーティング部71に相当し、絶縁コーティング部71が先端部位60を覆ってもよい。
As shown in FIG. 6, the
図7は、ティース部の他の実施形態を示す図である。図7に示すように、ティース部6A-1の先端部位60は、先端部位60と収容凹部65との間に形成された空間を介して、収容凹部65に収容されている。このような構成により、先端部位60と収容凹部65との間には、空気の層が形成される。この空気の層は、断熱材75と同一の効果を奏する。したがって、空気の層を形成することにより、図7に示す実施形態は、図6に示す実施形態と同様の効果を奏することができる。
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the tooth portion. As shown in FIG. 7, the
一実施形態では、図6に示す実施形態と図7に示す実施形態とを組み合わせてもよい。この場合、モータ固定子6は、断熱材75を備えており、断熱材75で覆われた先端部位60と収容凹部65との間には、空間(空気の層)が形成されている。
In one embodiment, the embodiment shown in FIG. 6 and the embodiment shown in FIG. 7 may be combined. In this case, the
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various different forms within the scope of its technical concept.
本発明は、モータポンプに利用可能である。 The present invention can be used for motor pumps.
1 羽根車
2 ポンプケーシング
3 モータケーシング
3A モータキャン
3A-1 羽根車対向部
3A-2 流路形成部
3B モータフレーム
5 永久磁石
6 モータ固定子
6A 固定子コア
6A-1 ティース部
6A-2 ヨーク部
6B 固定子コイル
9 シール部材
10 軸受
11 回転側軸受体
11a 内周面
11b 側面
12 固定側軸受体
12a ラジアル面
12b スラスト面
15 吸込ポート
15a 吸込口
16 吐出ポート
16a 吐出口
19 マグネットヨーク
20 放熱部材
40 リード線
50 基板
58 シール部材
59 シール部材
60 先端部位
61 基端部位
65 収容凹部
70 絶縁部位
71 絶縁コーティング部
75 断熱材
80 放熱フィン
MP モータポンプ
LC1 液体流路
LC2 液体流路
1
Claims (9)
前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
固定子コイルが巻き付けられたティース部を有するモータ固定子と、
前記モータ固定子を収容するモータケーシングと、を備え、
前記モータケーシングは、前記ティース部の先端部位のみを収容し、かつ前記羽根車に対向する収容凹部を有するモータキャンを備えている、モータポンプ。 an impeller containing a permanent magnet;
a pump casing housing the impeller;
a motor stator having teeth around which stator coils are wound;
a motor casing that houses the motor stator;
The motor pump, wherein the motor casing includes a motor can that accommodates only tip portions of the teeth and has an accommodation recess facing the impeller.
前記収容凹部が形成された羽根車対向部と、
前記羽根車対向部に接続され、かつ前記羽根車の液体入口まで延びる液体流路の少なくとも一部を形成する流路形成部と、を備えている、請求項1または請求項2に記載のモータポンプ。 The motor can
an impeller-facing portion in which the accommodation recess is formed;
3. The motor according to claim 1, further comprising a flow path forming portion connected to the impeller facing portion and forming at least part of a liquid flow path extending to a liquid inlet of the impeller. pump.
前記モータフレームは、前記モータキャンよりも高い熱伝導率を有する材料から構成されている、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のモータポンプ。 The motor casing includes a motor frame connected to the motor can,
The motor pump according to any one of claims 1 to 5, wherein the motor frame is made of a material having a higher thermal conductivity than the motor can.
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