[发明专利]电动机架以及使用该电动机架的电动机及电动泵

说明书

技术领域

本发明涉及电动机架以及使用该电动机架的电动机及电动泵。特别涉及安装着频率变换器的、由不锈钢材成形的电动机架以及使用该电动机架的电动机及电动泵。另外，本发明还涉及在主轴两端配置着叶轮的多级电动泵。

背影技术

已往的泵组体中，把以变换器为代表的频率变换器安装在电动泵上，用泵工作液吸收频率变换器产生的热。例如，在日本特愿平5-350994号公报(特开平7-189996号公报)中，揭示了在全环流型泵的圆筒形泵壳的外面，安装着变换器的构造。特开平7-189996号揭示的泵组装体中，由于把变换器安装在全环流型泵的泵壳外面，所以，不需要变换器冷却用的冷却装置，可实现变换器的小型化，同时提高由变换器供给电动机的电力频率，实现电动机的小型化，增加泵旋转数，实现泵小型化。

但是，特开平7-189996号公报揭示的泵组装体中，泵壳是圆筒形，与收容变换器的板金制下壳体的接触面是曲面。所以，泵壳与下壳体的接触面，两者的曲率不一致时，产生间隙，使变换器的冷却条件不容易稳定。另外，由于变换器与下壳体的接触部也是曲面，所以，该部分的热传导也容易不均匀。

为了改正上正缺点，本申请人在先前提出的特愿平9-524214号公报中，提出了这样一种泵组装体，即，在板金制的泵壳外面，安装铝合金制的支架，把变换器(频率变换器组装体)固定在该支架上。该泵组装体中，支架与频率变换器组装体的接触面是平面，在该部分虽然不容易产生间隙，但是，泵壳与支架的接触面是曲面，所以，基于上述同样的原因，存在着频率变换器的冷却条件不稳定的问题。为了解决该问题，通常是采用把液状硅等充填材涂在接触面上，把间隙填埋的方法，该方法很麻烦，不利于提高生产性。

另外，构成该泵的主要材料，根据JIS标准，是SUS304、SUS304L、或者是SUS316、SUS316L等的奥氏体不锈钢板金材(金属板材)。奥氏体不锈钢富于延展性，其板金材容易被冲压成形和弯曲加工等，其焊接性也良好，所以，适合于将分割的部件焊接接合，成形为构造体。

但是，由于奥氏体不锈钢有以下特性，所以，在将其用于上述构造的泵时，在设计、制造上有制约。

(1)热传导率小

奥氏体不锈钢的热传导率比一般的钢(软钢)小(1/5～1/6)。因此，上述构造的泵使用奥氏体不锈钢时，对于电动机及变换器的冷却不利，在比较小功率、小型的泵中，由于可采用薄的板金材，所以，即使使用奥氏体不锈钢，也没有多大关系，但是，在比较大功率、大型的泵中，因强度方面的要求，不得不采用厚的板金材，所以，在电动机和变换器的冷却方面有较大问题。

(2)热膨张系数(线膨张率)大

奥氏体不锈负的热膨张系数比一般的钢(软钢)大(约1.5倍)。因此，上述构造的泵使用奥氏体不锈钢时，电动机温度上升时的电动机定子(构成电动机定子的硅钢板的热膨张系数与软钢相同)与电动机架间的固着力减弱。在比较小功率、小型的泵中，把采用薄板金材的电动机架安装在电动机定子的外周后，借助一次性堆焊，解决电动机架朝圆筒方向收缩(残留拉应力)的问题。但是，在比较大功率、大型的泵中，由于强度方面的要求，不得不采用厚的板金材，所以，不能采用一次性堆焊等的措施。即，必须施加大的入热量，很费时费事。因此，必须采用别的方法来解决该问题。

(3)没有磁性

通常，奥氏体不锈钢没有磁性。由于电动机架的有无磁性对电动机的大小和特性有影响，所以，上述构造的泵的电动机架使用奥氏体不锈钢时，由于电动机架没有磁性，要把电动机定子(硅钢板)设计得大。这时，对于比较小功率、小型的泵，电动机增大还没有大问题，但是，对于比较大功率、大型的泵来说，即使是相同比率，由于电动机增大的绝对量大，所以，导致泵整体极大型化。

(4)焊接部多时，不利于生产性。

奥氏体不锈钢的板金材，如上所述，成形时的生产性比较好，但是，如果部件的焊接部位多，则焊接工序的时间加长，制造成本提高。

该情况下，采用不锈钢铸钢，用铸造法等形成为一体成形构造体，可减低制造成本，但是，通常铸造品比板金厚度大，因此，采用薄的板金材(板厚1.5～3mm)时本来不成为问题的上述(1)～(3)点，成为比较大的问题。

已往公知的高扬程多级电动泵，是在全环流型泵中，在屏蔽电动机主轴的两端，配置叶轮，取得轴推力的平衡，利用上述的变换器，以高速旋转驱动。例如，在板金制的泵外筒上，设置泵吸入口和泵排出口，在外筒的内部，收容着直列4级(即，在电动机主轴的两端，各配置2级叶轮)叶轮的立式多级泵。