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JPH0150179B2 - - Google Patents
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JPH0150179B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0150179B2
JPH0150179B2 JP22349683A JP22349683A JPH0150179B2 JP H0150179 B2 JPH0150179 B2 JP H0150179B2 JP 22349683 A JP22349683 A JP 22349683A JP 22349683 A JP22349683 A JP 22349683A JP H0150179 B2 JPH0150179 B2 JP H0150179B2
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JP
Japan
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mechanical seal
chamber
liquid
motor
sealed
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JP22349683A
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Toshibumi Myasaka
Minoru Iwata
Kazushi Kasahara
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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Publication date
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Publication of JPH0150179B2 publication Critical patent/JPH0150179B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/132Submersible electric motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液封型モータを用いた水中モータポン
プのモータ、就中温水が湧出する井戸、即ち温水
井戸用の水中モータポンプのモータの軸封装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a shaft sealing device for a motor of a submersible motor pump using a liquid ring type motor, and particularly for a motor of a submersible motor pump for a well from which warm water gushes out, that is, a hot water well.

従来、不部にモータを備え上部のポンプを駆動
するように全体が井戸に設置するのに適するよう
に筒状とした水中モータポンプは第1図から第4
図に縦断面図でモータ軸の片側のみを示すように
軸封装置を備える。第1図はモータの上部ブラケ
ツト70に一対のオイルシール71が間隔をあけ
間にシリコングリース72を封入して抱合せて嵌
入してモータ軸13を軸封し、モータ軸13に対
して〓間少く配されるシールカバー73が上部ブ
ラケツト70に圧入されたものである。第2図は
第1図においてシリコングリース72を入れない
で一対のオイルシール71を当接したもので他は
第1図、第2図は同じである。第3図は第1図に
おいてシールカバー73にフイルター74を保持
してフイルター74はモータ軸13と摺擦するも
のである。
Conventionally, submersible motor pumps with a cylindrical shape that is suitable for installation in a well and have a motor in one part to drive the pump in the upper part are shown in Figures 1 to 4.
A shaft sealing device is provided so that only one side of the motor shaft is shown in the longitudinal sectional view shown in the figure. FIG. 1 shows a pair of oil seals 71 spaced apart from each other on the upper bracket 70 of the motor, filled with silicone grease 72, and fitted together to seal the motor shaft 13. A seal cover 73 is press-fitted into the upper bracket 70. 2 shows a pair of oil seals 71 in contact with each other without silicone grease 72 in FIG. 1, and the rest is the same as in FIG. 1 and FIG. In FIG. 3, a filter 74 is held in a seal cover 73 in FIG. 1, and the filter 74 rubs against the motor shaft 13.

第1図乃至第3図に示した実施例ではオイルシ
ールを用いてありその耐圧も低い。そして第3図
に示されるようなフイルター74は軟質多孔質材
が用いられるが砂を含む井戸水の場合は砂がフイ
ルター74のフイルター74とモータ軸13の摺
動面側に附着してモータ軸13を摩耗させる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, an oil seal is used and its pressure resistance is low. A soft porous material is used for the filter 74 as shown in FIG. wear out.

第4図はメカニカルシールを用いた例であり、
上部ブラケツト70に嵌入するシールカバー73
はモータ内部側にモータ軸13に摺擦するダスト
シール75を設けてある。メカニカルシールは上
部ブラケツトに摺動環76がシート材77を介し
て圧入され、モータ軸13に軸方向移動可能に密
に嵌入する硬質有機材料の移動環78に保持され
る摺動環79が固定側の摺動環76と摺動するよ
うになつており、移動環78とモータ軸13に移
動しないように圧入されたばね座環81との間に
は圧縮ばね82を備える。このようなメカニカル
シールを用いた従来例ではダストシール75によ
り井戸水中の砂の浸入を防ぎメカニカルシールに
より耐圧も大きく、耐久力もあるが尚直接モータ
の内外圧差はメカニカルシールに加わる。
Figure 4 is an example using a mechanical seal.
Seal cover 73 fitted into upper bracket 70
A dust seal 75 that rubs against the motor shaft 13 is provided inside the motor. In the mechanical seal, a sliding ring 76 is press-fitted into the upper bracket through a sheet material 77, and a sliding ring 79 is fixed, which is held by a moving ring 78 made of a hard organic material that tightly fits into the motor shaft 13 so as to be movable in the axial direction. A compression spring 82 is provided between the movable ring 78 and a spring seat ring 81 that is press-fitted onto the motor shaft 13 so as not to move. In the conventional example using such a mechanical seal, the dust seal 75 prevents sand from entering the well water, and the mechanical seal has high pressure resistance and durability, but the difference in pressure between the inside and outside of the motor is directly applied to the mechanical seal.

第1図から第4図に示すような軸封装置を備え
た水中モータポンプをポンプ揚水温度が高温度と
なる百メートル以上の深井戸や温泉水の湧出する
温泉井戸に挿入するとオイルシールを備えたもの
はオイルシールとモータ軸の摺動部の摩耗が促進
され軸封機能が失われる。このためモータの回転
子のある室内に井戸水が浸入することになる。
When a submersible motor pump equipped with a shaft seal device as shown in Figures 1 to 4 is inserted into a deep well of 100 meters or more where the water pumped is at a high temperature or a hot spring well where hot spring water gushes out, an oil seal will be installed. Otherwise, the sliding parts of the oil seal and motor shaft will wear out faster and the shaft sealing function will be lost. As a result, well water enters the room where the motor rotor is located.

又、常温常圧でモータ内に封入してある封入液
は温水により加温され封入液の含有気体及び封入
液の封入時にモータ内に残留している気体等と共
に膨脹する。そしてこのような封入液及び気体の
膨脹は例えばダイヤフラム等の膨脹吸収装置をモ
ータ端に備えておいて内圧増大を抑制するが元来
が内部発生熱による封入液及び気体の膨脹を予定
して設けられているものが更に温泉水に加温され
極めて高温となり、封入液の膨脹を充分吸収する
ことができず内部圧が高くなつてしまいモータの
オイルシール、メカニカルシールのような軸封装
置に大きな圧力を加え軸封装置を破壊してしま
い、モータ内外が通ずるようになる。
Further, the sealed liquid sealed in the motor at normal temperature and normal pressure is heated by hot water and expands together with the gas contained in the filled liquid and the gas remaining in the motor when the sealed liquid is filled. For example, an expansion absorption device such as a diaphragm is provided at the end of the motor to suppress the increase in internal pressure, but this expansion of the sealed liquid and gas was originally intended for the expansion of the filled liquid and gas due to internally generated heat. When the water is further heated by the hot spring water, it reaches an extremely high temperature, and the expansion of the sealed liquid cannot be absorbed sufficiently, resulting in high internal pressure and damage to shaft sealing devices such as motor oil seals and mechanical seals. Pressure is applied and the shaft seal device is destroyed, allowing communication between the inside and outside of the motor.

軸封装置が破壊されると砂、酸性、アルカリ性
及び塩分を含む腐食摩耗を起す高温の温水がモー
タ内部に封入液と入替わつて入る。そして軸受の
摩耗焼付や回転子のコア及び二次導体の腐食を惹
起しモータのロツク、焼損を生じポンプが揚水不
能となる。
If the shaft seal device is destroyed, high-temperature hot water containing sand, acidity, alkalinity, and salt that causes corrosive wear enters the motor interior, replacing the sealed fluid. This causes wear and seizure of the bearings and corrosion of the rotor core and secondary conductor, causing the motor to lock up and burn out, making the pump unable to pump water.

水中モータポンプの据付位置が深く、又動圧、
静圧の差が大きい場合には水中モータへの外圧が
高くなり回転子室の封入液中に含される溶存空気
が圧縮される。このたま本来水中モータの運転に
よる温度上昇に伴なう封入液膨脹を吸収する目的
のダイヤフラムが回転子室側へ膨脹することによ
り、ダイヤフラムを傷つけ、破損し、ポンプ揚液
を回転子室内に浸入させることになる。又、オイ
ルシール等の低圧力用回転シールを用いている場
合は外圧に耐え切れなくなり、オイルシール部よ
りポンプ揚液が回転子室内に浸入することにな
る。従つて回転子室内に砂、酸性、アルカリ性又
は塩分を含む腐食、摩耗を生ぜしめる液が侵入す
ることになり、軸受の摩耗、焼付や回転子のコア
及び二次導体の腐食を惹起しモータのロツク、焼
損となりポンプが揚水不能となる。
The installation position of the submersible motor pump is deep, and the dynamic pressure
When the difference in static pressure is large, the external pressure applied to the submersible motor increases and the dissolved air contained in the liquid sealed in the rotor chamber is compressed. In this case, the diaphragm, which was originally intended to absorb the expansion of the sealed liquid due to the temperature rise due to the operation of the submersible motor, expanded toward the rotor chamber, damaging and damaging the diaphragm, and causing the pumped liquid to enter the rotor chamber. I will let you do it. Furthermore, if a low-pressure rotary seal such as an oil seal is used, it will not be able to withstand the external pressure, and pumped liquid will enter the rotor chamber through the oil seal. Therefore, corrosive and wear-causing fluids containing sand, acid, alkaline or salt may enter the rotor chamber, causing wear and seizure of the bearings and corrosion of the rotor core and secondary conductors, resulting in damage to the motor. The lock will burn out and the pump will be unable to pump water.

オイルシールより高圧力に耐える第4図のよう
なメカニカルシールにおいても水中モータの負荷
側ブラケツト内に装着する場合は高圧力に耐える
メカニカルシールの装着が出来ないため上記と同
様の結果になる。
Even with a mechanical seal as shown in FIG. 4, which can withstand higher pressure than an oil seal, if it is installed in the load side bracket of an underwater motor, the same result as above will occur because it is not possible to install a mechanical seal that can withstand high pressure.

以上のように従来の水中モータポンプでは高温
揚水に基づく問題点があり、深さが数百米に及ぶ
井戸の場合は更に水中モータポンプの設置場合の
水深が深いことに基づく問題点とがあつた。
As mentioned above, conventional submersible motor pumps have problems due to high temperature pumping, and in the case of wells that are several hundred meters deep, problems arise due to the deep water depth when installing submersible motor pumps. Ta.

本発明は高温もしくは高圧又は高温高圧の水中
において用いられる水中モータポンプにおいて、
高温もしくは高圧又は高温高圧に適応し、耐圧力
の大きな軸封装置を備えた封液形水中モータを提
供することを目的とするものである。
The present invention relates to a submersible motor pump used in high temperature or high pressure, or high temperature and high pressure water,
It is an object of the present invention to provide a liquid-sealed submersible motor that is adapted to high temperatures or high pressures, or is equipped with a shaft sealing device with high pressure resistance.

本発明は上部にモータ軸の出力軸端が突出し、
該モータ軸を軸封するメカニカルシールを備え、
下部にモータ室の封入液に対する膨張吸収装置を
配設し、モータ枠内に封入液を封じた立型の水中
モータにおいて、メカニカルシールケース、メカ
ニカルシール室、メカニカルシール室の封入液、
メカニカルシール室の封入液に対する膨張吸収装
置を有し、メカニカルシールは回転子室とメカニ
カルシール室、メカニカルシール室と水中モータ
の外部との間を軸封するものであり、メカニカル
シールケースはモータ枠の一部であり、メカニカ
ルシールケースはメカニカルシールを内包してメ
カニカルシール室を形成し、メカニカルシール室
の封入液はメカニカルシール室に密封されたもの
であり、メカニカルシールケースにメカニカルシ
ール室の封入液に対する膨張吸収装置を取着した
ことを特徴とする立型の水中モータである。
In the present invention, the output shaft end of the motor shaft protrudes from the upper part,
Equipped with a mechanical seal that seals the motor shaft,
In a vertical submersible motor that has an expansion absorption device for the liquid filled in the motor chamber at the bottom and seals the liquid in the motor frame, the mechanical seal case, the mechanical seal chamber, the liquid filled in the mechanical seal chamber,
It has an expansion absorption device for the liquid filled in the mechanical seal chamber, and the mechanical seal seals the shaft between the rotor chamber and the mechanical seal chamber, and between the mechanical seal chamber and the outside of the submersible motor, and the mechanical seal case is used for the motor frame. The mechanical seal case encloses the mechanical seal to form a mechanical seal chamber, and the liquid filled in the mechanical seal chamber is sealed in the mechanical seal chamber. This is a vertical submersible motor that is equipped with an expansion absorption device for liquid.

以下本発明の実施例を図面に従つて説明する。
第5図は縦断面図である。但し図形は90度回動し
て示してあり、図の右側が上部である。板金製円
筒形のフレーム1内には固定子2が固定され両側
にはリング状の上部フレーム側板3、下部フレー
ム側板4が圧入固定されている。上部フレーム側
板3には密封輪5を介して上部ブラケツト6が嵌
入し、上部ブラケツト6に上部ラジアルメタル7
が図示しない回り止めピンを介して嵌入してい
る。下部フレーム側板4には密封輪8を介して下
部ブラケツト9が嵌入しボルト19で固定され、
下部ブラケツト9には図示しない回り止めピンを
介し下部ラジアルメタル10が嵌入している。上
部ラジアルメタル7と下部ラジアルメタル10に
は固定子2とステータキヤン11を介してステー
タキヤン11とわずかに〓間をおいて配された回
転子12が圧入固定されたモータ軸13が滑入し
ている。14はモータ軸13に圧入固定された動
的バランスを調整するバランスリングである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view. However, the figure is shown rotated 90 degrees, and the right side of the figure is the top. A stator 2 is fixed in a cylindrical sheet metal frame 1, and ring-shaped upper frame side plates 3 and lower frame side plates 4 are press-fitted and fixed on both sides. An upper bracket 6 is fitted into the upper frame side plate 3 via a sealing ring 5, and an upper radial metal 7 is inserted into the upper bracket 6.
is inserted through a rotation stopper pin (not shown). A lower bracket 9 is fitted into the lower frame side plate 4 via a sealing ring 8 and fixed with bolts 19.
A lower radial metal 10 is fitted into the lower bracket 9 via a detent pin (not shown). A motor shaft 13 is slid into the upper radial metal 7 and the lower radial metal 10 via the stator 2 and the stator can 11, to which a rotor 12, which is disposed slightly apart from the stator can 11, is press-fitted and fixed. ing. Reference numeral 14 denotes a balance ring press-fitted onto the motor shaft 13 and used to adjust dynamic balance.

モータ軸13の下端は自動調心形スラスト軸受
15の上端の回転円板16をキー17を介して圧
入して嵌合している。自動調心形スラスト軸受1
5はレベリングデイスク18に担持される摺動部
材がレベリングデイスク18がスラストハウジン
グ20にねじ込まれたアジヤストスクリユー21
の上端の半球形面にて自在に首振り可能に支持さ
れることにより揺動自在に支持されていて、レベ
リングデイスク18に移動しないように揺動自在
に取付けられ、レベリングデイスク18端面円周
上に配された反負荷側スラスト受22と回転円板
16にピン23により回り止めされて嵌入する円
環形のスラストカーボン板24が摺動するように
なつており、水中モータに連結されるポンプの運
転によるスラストと図示されてないモータ軸13
端の軸接手、回転子12およびモータ軸13等の
重量とを負荷とし支えている。アジヤストスクリ
ユー21はストストハウジング20にモータ軸1
3の位置を調整してねじ止めされロツクナツト2
5により固定する。スラストハウジング20は端
部のめねじを下部ブラケツト9にシール剤を用い
ねじ込み固定し、小ねじ26で回り止めする。固
定子2のコイル27は三芯平形ケーブルコネクタ
28に結線され、三芯平形ケーブルコネクタ28
は上部フレーム側板3の軸方向に設けた円孔に密
封手段により水密を計られ、貫通し、ケーブル2
9につながり外部より三相交流の電力を受けるよ
うになつている。固定子2の内周に接するように
板金製円筒形のステータキヤン11の両側が上部
フレーム側板3、下部フレーム側板4に溶接され
ている。
The lower end of the motor shaft 13 is press-fitted with a rotary disk 16 at the upper end of a self-aligning thrust bearing 15 via a key 17. Self-aligning thrust bearing 1
Reference numeral 5 indicates an adjustment screw 21 in which the sliding member supported by the leveling disk 18 is screwed into the thrust housing 20.
It is swingably supported by being swingably supported on the hemispherical surface of the upper end, and is swingably attached to the leveling disc 18 so as not to move, and is mounted on the circumference of the end face of the leveling disc 18. An annular thrust carbon plate 24, which is fitted into the anti-load side thrust receiver 22 and the rotary disc 16 and is prevented from rotating by a pin 23, slides, and is connected to the pump connected to the submersible motor. Thrust due to operation and motor shaft 13 (not shown)
The shaft joint at the end, the weight of the rotor 12, the motor shaft 13, etc. are supported as loads. The adjustment screw 21 is attached to the motor shaft 1 in the adjustment housing 20.
Adjust the position of 3 and tighten the lock nut 2.
Fix by 5. The thrust housing 20 is screwed into the lower bracket 9 with a female thread at its end using a sealant and fixed, and is prevented from rotating using a machine screw 26. The coil 27 of the stator 2 is connected to a three-core flat cable connector 28 .
is made watertight by a sealing means in a circular hole provided in the axial direction of the upper frame side plate 3, and passes through the cable 2.
9 and receives three-phase AC power from the outside. Both sides of a cylindrical stator can 11 made of sheet metal are welded to an upper frame side plate 3 and a lower frame side plate 4 so as to be in contact with the inner circumference of the stator 2 .

スラストハウジング20の下部にはダイヤフラ
ム30が嵌入し、ダイヤフラム30の外フランジ
部を押圧するようにスラストハウジング20の下
端の円筒孔に孔31をあけた押え板32が圧入さ
れダイヤフラム30がスラストハウジング20に
水密に固定されている。押え板32とダイヤフラ
ム30の底面に当接したばね受板33間には圧縮
された状態で円錐型コイルばね34が挿入されて
いる。そしてばね受板33の中心孔がダイヤフラ
ム30の中心に設けたボス30aに位置決め嵌入
している。上記ダイヤフラム30、押え板32、
ばね受板33、コイルばね34によつて回転子室
C内部封入液58の膨脹吸収装置を構成してい
る。
A diaphragm 30 is fitted into the lower part of the thrust housing 20, and a holding plate 32 having a hole 31 formed in a cylindrical hole at the lower end of the thrust housing 20 is press-fitted so as to press the outer flange portion of the diaphragm 30. is fixed in a watertight manner. A conical coil spring 34 is inserted in a compressed state between the holding plate 32 and the spring receiving plate 33 that is in contact with the bottom surface of the diaphragm 30. A center hole of the spring receiving plate 33 is positioned and fitted into a boss 30a provided at the center of the diaphragm 30. The diaphragm 30, the presser plate 32,
The spring receiving plate 33 and the coil spring 34 constitute an expansion absorption device for the liquid 58 sealed inside the rotor chamber C.

第6図は第5図の一部拡大図である。上部ブラ
ケツト6には密封輪35を介して複合したメカニ
カルシール47の一方の端を担持し、密封輪37
を介してメカニカルシールケース38が嵌入し、
上部ブラケツト6のボルト孔を挿通してボルト3
9をメカニカルシールケース38にぜじ込み、上
部ブラケツト6とメカニカルシールケース38を
固定してある。メカニカルシールケース38には
密封輪41を介してメカニカルシール47の他方
の端を担持するためのブラケツト(以下メカブラ
ケツトと称す)42が嵌入し、メカブラケツト4
2のボルト孔を挿通して中央部に六角形の工具係
合部のある両側軸部にねじを備え水中ポンプを締
結するための特殊ボルト43がメカニカルシール
ケース38にねじ込まれている。
FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5. The upper bracket 6 supports one end of a composite mechanical seal 47 via a sealing ring 35, and the sealing ring 37
The mechanical seal case 38 is fitted through the
Insert the bolt 3 through the bolt hole of the upper bracket 6.
9 is inserted into the mechanical seal case 38, and the upper bracket 6 and the mechanical seal case 38 are fixed. A bracket (hereinafter referred to as a mechanical bracket) 42 for supporting the other end of the mechanical seal 47 is fitted into the mechanical seal case 38 via a sealing ring 41.
A special bolt 43 is screwed into the mechanical seal case 38, and is inserted through the two bolt holes to fasten the submersible pump.

メカブラケツト42はモータ軸13とは〓間を
おいた円筒形部44及びメカニカルシールカバー
部46を有している。メカニカルシールカバー部
46の両側間は連通するようにしてある。メカブ
ラケツト42とメカニカルシールカバー部46間
のメカニカルシールケース38内は封入液膨脹吸
収室Bとなつている。メカニカルシールカバー部
46と上部ブラケツト6との間には複合メカニカ
ルシール47が装備される。かくして軸封室Aと
封入液膨脹吸収室Bは連通するメカニカルシール
室を形成している。
The mechanical bracket 42 has a cylindrical portion 44 spaced apart from the motor shaft 13 and a mechanical seal cover portion 46. Both sides of the mechanical seal cover part 46 are communicated with each other. The inside of the mechanical seal case 38 between the mechanical bracket 42 and the mechanical seal cover section 46 is an expansion absorption chamber B for the filled liquid. A composite mechanical seal 47 is provided between the mechanical seal cover portion 46 and the upper bracket 6. In this way, the shaft sealing chamber A and the filled liquid expansion and absorption chamber B form a mechanically sealed chamber that communicates with each other.

複合のメカニカルシール47は密封輪48を介
して夫々上部ブラケツト6とメカブラケツト42
のメカニカルシールカバー部46に嵌入してボル
ト49により夫々上部ブラケツト6とメカニカル
シールカバー部46に固定された押え板50によ
り押えられた摺動環51と、モータ軸13に軸方
向移動可能に密に嵌入する一対の移動環52と、
移動環52に保持されて固定側の摺動環51と移
動する移動側の摺動環53と、一対の移動環52
の間に挿入され移動環52を軸方向に附勢して移
動側の摺動環53を固定側の摺動環51に押圧す
る圧縮ばね54とからなつている。押え板50の
突起50aは摺動環51の溝51aに係合し、摺
動環51の回り止めとなつている。
A composite mechanical seal 47 connects the upper bracket 6 and the mechanical bracket 42 through a sealing ring 48, respectively.
A sliding ring 51 is fitted into the mechanical seal cover part 46 and held down by a retaining plate 50 which is fixed to the upper bracket 6 and the mechanical seal cover part 46 by bolts 49, respectively, and is tightly attached to the motor shaft 13 so as to be movable in the axial direction. a pair of moving rings 52 that fit into the
A sliding ring 53 on the moving side that is held by the moving ring 52 and moves with the sliding ring 51 on the fixed side, and a pair of moving rings 52
A compression spring 54 is inserted between the movable rings 52 and axially biases the movable ring 52 to press the movable sliding ring 53 against the fixed sliding ring 51. The protrusion 50a of the holding plate 50 engages with the groove 51a of the sliding ring 51, and prevents the sliding ring 51 from rotating.

メカブラケツト42の外部側の円筒形舌部55
の外周とモータ軸13に圧入されたサンドスリン
ガー56との間は〓間少く接近しており、サンド
スリンガー56の回転による遠心力により砂等の
異物を排除するようになつている。従つて井戸水
はメカブラケツト42の円筒形部44、同じくメ
カニカルシールカバー部46、上側の摺動環51
とモータ軸13間の〓間をとおり、砂を含まない
液体がメカニカルシール47の上側の摺動環5
1,53の摺動面に達し、外部側の摺動面の無潤
滑運転が防止されている。
External cylindrical tongue 55 of mechanical bracket 42
The outer periphery of the motor shaft 13 and the sand slinger 56 press-fitted into the motor shaft 13 are slightly close to each other, and the centrifugal force generated by the rotation of the sand slinger 56 removes foreign substances such as sand. Therefore, the well water flows through the cylindrical part 44 of the mechanical bracket 42, the mechanical seal cover part 46, and the upper sliding ring 51.
The liquid that does not contain sand passes through the gap between the
1 and 53, and operation without lubrication of the external sliding surfaces is prevented.

モータの回転子12を含む回転子室Cには封入
液58が可及的空〓を生じないように封入されて
いる。封入液58は組立時上部ブラケツト6まで
を下部から組み上げた際に上部ブラケツト6の中
心孔から注入してもよく、上記ブラケツト6に注
入口に設けておいて封入液58を注入して栓88
をする。固定子2を含む固定子室Dは上部に常圧
の封入空気59の残つた空間を残して封入液61
が封入してある。複合のメカニカルシール47を
含む軸封室A及び封入液膨脹吸収室Bはメカニカ
ルシールケース38に栓89をねじ込んだ封入液
の注入口を設けて残留空気を残さないようにして
封入液63が封入してある。
The rotor chamber C containing the rotor 12 of the motor is filled with a liquid 58 so as to avoid any voids as much as possible. The filling liquid 58 may be injected from the center hole of the upper bracket 6 when the upper bracket 6 is assembled from the bottom.
do. The stator chamber D containing the stator 2 is filled with the filled liquid 61, leaving a space in the upper part where the sealed air 59 at normal pressure remains.
is included. The shaft sealing chamber A containing the composite mechanical seal 47 and the filling liquid expansion absorption chamber B are filled with the filling liquid 63 by providing a filling liquid inlet with a plug 89 screwed into the mechanical seal case 38 so as not to leave any residual air. It has been done.

メカニカルシールケース38の封入液の膨腸吸
収室Bの位置でメカニカルシールケース38の半
径方向の段孔にダイヤフラム83が嵌入し、ダイ
ヤフラム83の外フランジを押圧するようにメカ
ニカルシールケース38の段孔の孔86をあけた
押え板80が圧入され、ダイヤフラム83がメカ
ニカルシールケース38に水密に固定されてい
る。押え板80とダイヤフラム83の底面に当接
固定したばね受板85間には圧縮された状態で円
錐型のコイルばね84が挿入されている。そして
ばね受板85の中心孔がダイヤフラム83の中心
に設けたボス33aに嵌入している。
The diaphragm 83 is fitted into the stepped hole in the radial direction of the mechanical seal case 38 at the position of the distended intestinal absorption chamber B of the liquid sealed in the mechanical seal case 38, and the stepped hole of the mechanical seal case 38 is inserted so as to press the outer flange of the diaphragm 83. A holding plate 80 with a hole 86 is press-fitted therein, and the diaphragm 83 is fixed to the mechanical seal case 38 in a watertight manner. A conical coil spring 84 is inserted in a compressed state between the holding plate 80 and a spring receiving plate 85 that is fixed in contact with the bottom surface of the diaphragm 83. A center hole of the spring receiving plate 85 is fitted into a boss 33a provided at the center of the diaphragm 83.

このダイヤフラム83等により封入液の膨脹吸
収装置は膨脹吸収室Bの体積を変化させ得る他の
形式の例えばベローズに置き変えてもよい。
The diaphragm 83 or the like may be used as a device for expanding and absorbing the sealed liquid in place of another type of device capable of changing the volume of the expansion and absorption chamber B, such as a bellows.

尚第6図のA−A断面図の第7図に示すように
軸封室Aに半径方向の回動しないメカニカルシー
ルケース38に固定した羽根64を備えておく
と、封入液63の撹拌を抑制できる。
As shown in FIG. 7 of the A-A cross-sectional view of FIG. It can be suppressed.

このような水中モータはフレーム1の円筒の軸
方向延長面内に総ての構成物があるように構成さ
れており、メカブラケツト42端に外部の取扱液
が自由に入る開放された中継ケーシングを介して
同様に全体としては円筒状の水中ポンプが締結さ
れ、モータ軸13端に軸継手によりポンプ軸が連
結されるようになつている(図示されない)。
Such a submersible motor is constructed so that all the components are within the axially extending plane of the cylinder of the frame 1, and has an open relay casing at the end of the mechanical bracket 42 through which external handling liquid can freely enter. A submersible pump having a generally cylindrical shape is similarly fastened through the motor shaft 13, and the pump shaft is connected to the end of the motor shaft 13 by a shaft coupling (not shown).

こゝで封入液を例示すると、固定子室Dの封入
液61は絶縁油であり、回転子室Cの封入液58
はプロピレングリコール又はシリコンオイルであ
り、軸封室A、及び封入液膨脹吸収室Bの封入液
63は油圧作動油又はシリコンオイルである。
To give an example of the filled liquid, the filled liquid 61 in the stator chamber D is an insulating oil, and the filled liquid 58 in the rotor chamber C is an insulating oil.
is propylene glycol or silicone oil, and the sealed liquid 63 in the shaft sealing chamber A and the sealed liquid expansion and absorption chamber B is hydraulic oil or silicone oil.

ケーブル29により地上から給電されるとコネ
クタ28を介して固定子コイル27に通電され、
回転子12は回転力を得てモータ軸13は回転
し、図示されない水中ポンプを軸継手を介して回
転して井戸の水を汲み上げる。モータ軸13はラ
ジアルメタル7,10によりラジアル荷重を担持
され、スラスト軸受15によりポンプ推力及びモ
ータ軸13が担持する物の重量を支持する。そし
てモータ軸13が外部へ出る部分はサンドスリン
ガー56とメカブラケツト42の舌部55間で砂
等の微小固形物の浸入は排除され、井戸水はモー
タ軸13とメカブラケツト42の円筒形部44、
メカニカルシールカバー部46、上側の摺動環5
1との〓間からメカニカルシール47の外部側に
達し、内外圧の差はあつても複合メカニカルシー
ル47により軸封される。
When power is supplied from the ground through the cable 29, the stator coil 27 is energized via the connector 28,
The rotor 12 receives rotational force, causing the motor shaft 13 to rotate, and a submersible pump (not shown) is rotated via a shaft coupling to pump water from the well. The motor shaft 13 carries a radial load by the radial metals 7 and 10, and the thrust bearing 15 supports the pump thrust and the weight of the object carried by the motor shaft 13. The part where the motor shaft 13 exits is between the sand slinger 56 and the tongue part 55 of the mechanical bracket 42 to prevent the intrusion of minute solids such as sand, and the well water flows between the motor shaft 13 and the cylindrical part 44 of the mechanical bracket 42.
Mechanical seal cover part 46, upper sliding ring 5
1 to the outside of the mechanical seal 47, and even if there is a difference between the inside and outside pressures, the shaft is sealed by the composite mechanical seal 47.

今、高温水の湧出する温水井戸中に本発明の水
中モータを用いた水中モータポンプを設置すると
高温度の温水のため、固定子室Dの封入液61、
回転子室Cの封入液58、軸封室A及び封入液膨
脹吸収室Bの封入液63は加温される。その際、
固定子室Dの封入液61の膨脹は封入空気59を
圧縮して発生圧力を抑制する。回転子室Cでは封
入液58及び回転子室Cに残留した空気や封入液
58が含有する気体及び封入液58と内部の金属
と反応して生じた気体が加温され膨脹する。そし
てダイヤフラム30をばね34に抗して外方に向
つて変形させる。外部側の圧力とばね34の弾力
の合計と回転子室Cの封入液58の圧力が釣合う
ものである。一方軸封室A及び封入液膨脹吸収室
Bからなるメカニカルシール室の封入液63も高
温水により温度上昇して膨脹し、そしてダイヤフ
ラム83をばね84に抗して外方に向つて変形さ
せる外部側の圧力とばね84の弾力の合計と封入
液63の圧力が釣合うものである。
Now, when a submersible motor pump using the submersible motor of the present invention is installed in a hot water well from which high-temperature water gushes out, the sealed liquid 61 in the stator chamber D,
The sealed liquid 58 in the rotor chamber C, the sealed liquid 63 in the shaft sealed chamber A and the filled liquid expansion and absorption chamber B are heated. that time,
The expansion of the sealed liquid 61 in the stator chamber D compresses the sealed air 59 and suppresses the generated pressure. In the rotor chamber C, the filled liquid 58, the air remaining in the rotor chamber C, the gas contained in the filled liquid 58, and the gas generated by the reaction between the filled liquid 58 and the metal inside are heated and expanded. The diaphragm 30 is then deformed outward against the spring 34. The sum of the external pressure and the elasticity of the spring 34 is in balance with the pressure of the sealed liquid 58 in the rotor chamber C. On the other hand, the temperature of the filled liquid 63 in the mechanical seal chamber consisting of the shaft sealing chamber A and the filled liquid expansion absorption chamber B is increased by the high-temperature water and expands, causing the diaphragm 83 to deform outward against the spring 84. The sum of the side pressure and the elasticity of the spring 84 is in balance with the pressure of the sealed liquid 63.

かゝる高温水による回転子室Cの封入液58の
加温とモータ運転による発生熱による昇温はダイ
ヤフラム30とばね34で吸収するものであるが
ダイヤフラム30の変形限度に達すると回転子室
Cの封入液58の圧力が急上昇し、メカニカルシ
ール47に加わる。軸封室Aと封入液膨脹吸収室
Bの封入液63は高温水により加温され膨脹しダ
イヤフラム83を圧縮し封入液63と外部圧力が
バランスする。メカニカルシール室封入液63と
外部圧力とは常にバランスしており、且つ摺動環
51と53の摺動面にはばね84がばね定数が小
さく、且つ設定圧縮量を小さくしてあるから圧力
がほとんど働かないため、メカニカルシールの寿
命が長くなる。
The diaphragm 30 and the spring 34 absorb the heating of the sealed liquid 58 in the rotor chamber C by the high-temperature water and the heat generated by the motor operation, but when the deformation limit of the diaphragm 30 is reached, the rotor chamber The pressure of the C sealed liquid 58 rises rapidly and is applied to the mechanical seal 47. The sealed liquid 63 in the shaft sealing chamber A and the filled liquid expansion/absorption chamber B is heated by high-temperature water, expands, compresses the diaphragm 83, and balances the external pressure with the filled liquid 63. The liquid 63 filled in the mechanical seal chamber and the external pressure are always balanced, and the spring 84 on the sliding surfaces of the sliding rings 51 and 53 has a small spring constant and a small set compression amount, so the pressure is reduced. The mechanical seal has a longer lifespan as it does little work.

本発明はメカニカルシールケース、メカニカル
シール室、メカニカルシール室の封入液、メカニ
カルシール室の封入液に対する膨張吸収装置を有
し、メカニカルシールは回転子室とメカニカルシ
ール室、メカニカルシール室と水中モータの外部
との間を軸封するものであり、メカニカルシール
ケースはモータ枠の一部であり、メカニカルシー
ルケースはメカニカルシールを内包してメカニカ
ルシール室を形成し、メカニカルシール室の封入
液はメカニカルシール室に密封されたものであ
り、メカニカルシールケースにメカニカルシール
室の封入液に対する膨張吸収装置を取着したこと
を特徴とする立型の水中モータので高温環境もし
くは高温高圧環境又は高圧環境下において用いて
耐久性がある。
The present invention has a mechanical seal case, a mechanical seal chamber, a liquid filled in the mechanical seal chamber, and an expansion absorption device for the liquid filled in the mechanical seal chamber, and the mechanical seal has a rotor chamber, a mechanical seal chamber, a mechanical seal chamber and a submersible motor. The mechanical seal case is a part of the motor frame, and the mechanical seal case encloses the mechanical seal to form a mechanical seal chamber. It is a vertical submersible motor that is sealed in a chamber and has an expansion absorption device attached to the mechanical seal case for the liquid sealed in the mechanical seal chamber, so it can be used in high-temperature environments, high-temperature, high-pressure environments, or high-pressure environments. It is durable.

実施例はキヤンドモータについてのべたがステ
ータキヤン11を備えない水中モータも本発明に
含まれることはいうまでもない処である。
Although the embodiment has been described with reference to a canned motor, it goes without saying that the present invention also includes a submersible motor that does not include a stator can 11.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第4図は従来例の縦断面図、第5図
は本発明の実施例の縦断面図、第6図は第5図の
部分拡大図、第7図は第6図のA−A断面図であ
る。 1……フレーム、2……固定子、3……上部フ
レーム側板、4……下部フレーム側板、5……密
封輪、6……上部ブラケツト、7……上部ラジア
ルメタル、8……密封輪、9……下部ブラケツ
ト、10……下部ラジアルメタル、11……ステ
ータキヤン、12……回転子、13……モータ
軸、14……バランスリング、15……スラスト
軸受、16……回転円板、17……キー、18…
…レベリングデイスク、19……ボルト、20…
…スラストハウジング、21……アジヤストスク
リユー、22……スラスト受、23……ピン、2
4……スラストカーボン板、25……ロツクナツ
ト、26……小ねじ、27……ステータコイル、
28……コネクタ、29……ケーブル、30……
ダイヤフラム、31……孔、32……押え板、3
3……ばね受板、34……ばね、37……密封
輪、38……メカニカルシールケース、39……
ボルト、41……密封輪、42……メカブラケツ
ト、43……特殊ボルト、44………円筒形部、
46……メカニカルシールカバー部、47……メ
カニカルシール、48……密封輪、49……ボル
ト、50……押え板、51……摺動環、52……
移動環、53……摺動環、54……圧縮ばね、5
5……舌部、56……サンドスリンガー、58…
…封入液、59……封入空気、61……封入液、
63……封入液、64……羽根、70……上部ブ
ラケツト、71……オイルシール、72……シリ
コングリース、73……シールカバー、74……
フイルター、75……ダストシール、76……摺
動環、77……シート材、78……移動環、79
……摺動環、81……ばね座環、82……圧縮ば
ね、A……軸封室、B……封入液膨脹吸収室、C
……回転子室、D……固定子室。
1 to 4 are vertical sectional views of the conventional example, FIG. 5 is a vertical sectional view of the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5, and FIG. 7 is A of FIG. 6. -A sectional view. 1...Frame, 2...Stator, 3...Upper frame side plate, 4...Lower frame side plate, 5...Sealing ring, 6...Upper bracket, 7...Upper radial metal, 8...Sealing ring, 9... Lower bracket, 10... Lower radial metal, 11... Stator can, 12... Rotor, 13... Motor shaft, 14... Balance ring, 15... Thrust bearing, 16... Rotating disk, 17...key, 18...
...Leveling disk, 19...Bolt, 20...
... Thrust housing, 21 ... Adjustment screw, 22 ... Thrust receiver, 23 ... Pin, 2
4... Thrust carbon plate, 25... Lock nut, 26... Machine screw, 27... Stator coil,
28...Connector, 29...Cable, 30...
Diaphragm, 31... Hole, 32... Holding plate, 3
3... Spring receiving plate, 34... Spring, 37... Sealing ring, 38... Mechanical seal case, 39...
Bolt, 41... Sealing ring, 42... Mechanical bracket, 43... Special bolt, 44... Cylindrical part,
46... Mechanical seal cover part, 47... Mechanical seal, 48... Sealing ring, 49... Bolt, 50... Holding plate, 51... Sliding ring, 52...
Moving ring, 53...Sliding ring, 54...Compression spring, 5
5...Tongue, 56...Sandslinger, 58...
...Filled liquid, 59...Sealed air, 61...Sealed liquid,
63... Filled liquid, 64... Vane, 70... Upper bracket, 71... Oil seal, 72... Silicone grease, 73... Seal cover, 74...
Filter, 75... Dust seal, 76... Sliding ring, 77... Sheet material, 78... Moving ring, 79
... Sliding ring, 81 ... Spring seat ring, 82 ... Compression spring, A ... Shaft sealing chamber, B ... Filled liquid expansion absorption chamber, C
...Rotor chamber, D...Stator chamber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 上部にモータ軸13の出力軸端が突出し、該
モータ軸13を軸封するメカニカルシール47を
備え、下部にモータ室の封入液に対する膨張吸収
装置を配設し、モータ枠内に封入液58を封じた
立型の水中モータにおいて、メカニカルシールケ
ース38、メカニカルシール室、メカニカルシー
ル室の封入液63、メカニカルシール室の封入液
63に対する膨張吸収装置を有し、メカニカルシ
ール47は回転子室Cとメカニカルシール室、メ
カニカルシール室と水中モータの外部との間を軸
封するものであり、メカニカルシールケース38
はモータ枠の一部であり、メカニカルシールケー
ス38はメカニカルシール47を内包してメカニ
カルシール室を形成し、メカニカルシール室の封
入液63はメカニカルシール室に密封されたもの
であり、メカニカルシールケース38にメカニカ
ルシール室の封入液63に対する膨張吸収装置を
取着したことを特徴とする立型の水中モータ。
1. The output shaft end of the motor shaft 13 protrudes from the upper part, and is provided with a mechanical seal 47 for sealing the motor shaft 13. An expansion absorbing device for the liquid sealed in the motor chamber is disposed at the lower part, and the sealed liquid 58 is disposed within the motor frame. A vertical submersible motor sealed with a mechanical seal case 38, a mechanical seal chamber, a sealed liquid 63 in the mechanical seal chamber, and an expansion absorption device for the filled liquid 63 in the mechanical seal chamber, and the mechanical seal 47 is connected to a rotor chamber C. The mechanical seal case 38 provides a shaft seal between the mechanical seal chamber and the outside of the underwater motor.
is a part of the motor frame, the mechanical seal case 38 encloses the mechanical seal 47 to form a mechanical seal chamber, and the liquid 63 in the mechanical seal chamber is sealed in the mechanical seal chamber. A vertical submersible motor characterized in that an expansion absorbing device for the liquid 63 contained in the mechanical seal chamber is attached to 38.
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