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公開番号2024041518
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022146384
出願日2022-09-14
発明の名称流体循環ポンプおよび流体移送装置
出願人NTN株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類F04D 13/02 20060101AFI20240319BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】主軸での熱伝導の抑制を維持しつつ主軸の加工性を改善し、さらに主軸の修理を容易にすることが可能な流体循環ポンプおよび流体移送装置を提供する。
【解決手段】流体循環ポンプ100において、主軸9は、インペラ8に接続された第1部9aと、第1部9aに接続され軸受11,12に囲まれる部分を有する第2部9bとを含む。主軸9の第1部9aと第2部9bとは分割可能な構造である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
インペラと、
前記インペラに接続された回転軸と、
前記回転軸および前記インペラを内部に保持する筐体と、
前記回転軸を前記筐体に対して回転可能に支持する軸受とを備え、
前記回転軸は、前記インペラに接続された第１部と、前記第１部に接続され前記軸受に囲まれる部分を有する第２部とを含み、
前記回転軸の前記第１部と前記第２部とは分割可能な構造である、流体循環ポンプ。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記第１部と前記第２部とは、焼き嵌めおよびねじ固定の少なくともいずれかにより接続されている、請求項１に記載の流体循環ポンプ。
【請求項３】
前記第１部は中空構造である、請求項１または２に記載の流体循環ポンプ。
【請求項４】
前記第２部は前記第１部と嵌合により接続される嵌合部を有し、
前記第１部に使用する材料は、前記嵌合部を構成する材料よりも線膨張係数が大きい、請求項１または２に記載の流体循環ポンプ。
【請求項５】
前記第２部は前記第１部と嵌合により接続される嵌合部を有し、
前記第１部に使用する材料は、前記嵌合部を構成する材料と同一の線膨張係数を有する、請求項１または２に記載の流体循環ポンプ。
【請求項６】
前記インペラの回転により移送される流体は低温液化ガスである、請求項１または２に記載の流体循環ポンプ。
【請求項７】
低温流体を収容する容器と、
前記インペラが前記容器の内部に配置されるように、前記容器に設置された請求項１または２に記載の流体循環ポンプと、
前記容器と接続されており、前記流体循環ポンプにより運動エネルギーが付与された前記低温流体を流通させるための断熱配管とを備える、流体移送装置。
【請求項８】
前記第１部の少なくとも一部は前記容器の内部に配置され、前記第２部の少なくとも一部は前記容器の外部に配置される、請求項７に記載の流体移送装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体循環ポンプおよび流体移送装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
低温液化ガスなどの流体を送るためのポンプは、容器の内部に配置されるポンプ部と、容器の外部に配置される回転機構部とを含んでいる。このうちポンプ部はインペラと、インペラに接続された回転軸と、インペラおよび回転軸を保持する筐体とを有している。ポンプ部の当該筐体の一部はポンプケーシングと呼ばれ、流体を吸入および吐出する。以上のような構成を有する低温液化ガスポンプが、たとえば特開２０１３－０５７２５０号公報（特許文献１）および特開２０２１－００１５７５号公報（特許文献２）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－０５７２５０号公報
特開２０２１－００１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２０１３－０５７２５０号公報および特開２０２１－００１５７５号公報には、低温液化ガスを送る低温液化ガスポンプ（流体循環ポンプ）が開示される。低温液化ガスは、一般的に液体窒素および液体ヘリウムなどを指すが、これらの物質を液体の状態に保つための温度範囲は狭い。このため低温液化ガスポンプにおいては、特に冷却されるべきインペラ側の主軸の部分への、発熱体である軸受、モータからの熱侵入を極力防ぐことが望まれる。
【０００５】
特開２０１３－０５７２５０号公報および特開２０２１－００１５７５号公報で示される構造は、回転軸（主軸）がインペラへの締結部まで細長く突き出るように延びている点が共通する。これは外部からインペラ側の主軸の部分への熱侵入を可能な限り少なくするために、主軸での熱伝導を抑制する観点に基づいている。すなわち熱伝導を抑制するために、主軸が下方に細長く突き出る突出し部を有する形状としたり、当該突出し部を長くしたり、主軸を中空形状とすることで部材の断面積を小さくしたりする。これにより主軸の突出し部での熱抵抗を高くできる。ところが特開２０１３－０５７２５０号公報では、発熱体である軸受が冷却容器内に配置されるため、インペラ側の主軸の部分への熱侵入が懸念される。
【０００６】
一方で、機械的強度の観点では、部材を細くしたり長くしたりすれば、部材の剛性が低下する。部材の剛性が低くなると、たとえば部材をいわゆる両センター支持しながら仕上げ加工する際に、研削加工の負荷により部材がたわみ、部材の形状精度を高くすることが困難となる。また部材の剛性が低くなると、部材の自重のみによるたわみが発生する可能性がある。このように、部材の熱伝導の抑制と機械的強度の向上とはトレードオフの関係にある。機械的強度の低下が懸念されるため、主軸の突出し部の形状および寸法の自由度に制約があることから、加工性の改善の余地が生じる。しかるに特開２０１３－０５７２５０号公報および特開２０２１－００１５７５号公報ではこのような観点からの検討がなされていない。
【０００７】
さらに、主軸は細長いため、その修理等の際には主軸のうち修理すべき一部分のみを交換等することが望ましい場合がある。そのようにすれば主軸の修理を容易にすることができる。ところが、特開２０１３－０５７２５０号公報および特開２０２１－００１５７５号公報のいずれも、主軸の修理を容易にする観点からの考察がなされていない。
【０００８】
本開示は上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、主軸での熱伝導の抑制を維持しつつ主軸の加工性を改善し、さらに主軸の修理を容易にすることが可能な流体循環ポンプおよび流体移送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示に従った流体循環ポンプは、インペラと、回転軸と、筐体と、軸受とを備える。回転軸はインペラに接続される。筐体は回転軸およびインペラを内部に保持する。軸受は回転軸を筐体に対して回転可能に支持する。回転軸は、インペラに接続された第１部と、第１部に接続され軸受に囲まれる部分を有する第２部とを含む。回転軸の第１部と第２部とは分割可能な構造である。
【００１０】
本開示に従った流体移送装置は、容器と、上記の流体循環ポンプと、断熱配管とを備える。容器は低温流体を収容する。上記の流体循環ポンプはインペラが容器の内部に配置されるように、容器に設置される。断熱配管は容器と接続されており、上記の流体循環ポンプにより運動エネルギーが付与された低温流体を流通させるためのものである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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