JPH0441997A - Magnet pump - Google Patents
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Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁石を埋め込んだ羽根車を外部からの磁力に
よって回転駆動するようにした、所謂遠心式のマグネッ
トポンプに関し、特に、液体中に気体が含まれている気
液2相流体を移送するのに適した遠心式のマグネットポ
ンプに関し、半導体製造プロセスにおける硫酸と過酸化
水素水との混合溶液のように発泡性の高い薬液を昇圧、
移送し循環濾過を行なうに適したマグネットポンプに関
する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a so-called centrifugal magnet pump in which an impeller embedded with a magnet is rotationally driven by an external magnetic force. Regarding centrifugal magnetic pumps suitable for transferring gas-liquid two-phase fluids containing gas, they are used to pressurize highly foaming chemical solutions such as mixed solutions of sulfuric acid and hydrogen peroxide in semiconductor manufacturing processes.
This invention relates to a magnetic pump suitable for transporting and circulating filtration.
従来、液体中に気体が混入した気液2相流体や沸点近く
の溶液で発泡性が高い流体を移送するポンプとしては安
定した性能を維持できることから容積式ポンプが利用さ
れることが多い。しかし、容積式ポンプでは、大流量の
液体を移送するにはポンプが大きくなることと、容積式
ポンプ自体の寿命が短いこと等の理由で必ずしも満足さ
れているわけではなく、そのため遠心式ポンプ自体に様
々な工夫を凝らして、気体と液体とが混合した流体を移
送するようにしたものがある。BACKGROUND ART Conventionally, positive displacement pumps are often used to transport gas-liquid two-phase fluids in which gas is mixed in the liquid or fluids with high foaming properties that are solutions near the boiling point because they can maintain stable performance. However, positive displacement pumps are not always satisfactory because they need to be large to transfer a large flow of liquid, and the lifespan of the positive displacement pumps themselves is short. There are some devices that have been devised in various ways to transport fluids that are a mixture of gas and liquid.
第2図は、気液2相流体に適した従来の遠心式ポンプの
縦断面図である。図において、1はケーシング、2は該
ケーシングlの内部に収容された羽根車、3は該羽根車
2を回転するための主軸、4は液体りと気泡Gとが混合
して流入する吸込口、5は液体りと気体Gとが流出する
吐出口、6は羽根車2によって昇圧された吐出口5側の
液体を吸込口4側に戻す戻し管、7は該戻し管6の先端
に取付けられたノズルである。この遠心式ポンプは、吸
込口4から流入する比較的粒径の大きな気泡Gを、羽根
車2の近傍の上流に配置されたノズル7からの水流によ
って、より粒径の小さな気泡gに分割し、羽根車2での
遠心力を受ける際に大きな衝撃がないようにしたもので
ある。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional centrifugal pump suitable for gas-liquid two-phase fluids. In the figure, 1 is a casing, 2 is an impeller housed inside the casing l, 3 is a main shaft for rotating the impeller 2, and 4 is a suction port through which liquid and air bubbles G mix and flow. , 5 is a discharge port through which the liquid and gas G flow out, 6 is a return pipe that returns the liquid from the discharge port 5 side pressurized by the impeller 2 to the suction port 4 side, and 7 is attached to the tip of the return pipe 6. This is the nozzle that was used. This centrifugal pump divides air bubbles G with a relatively large particle size flowing in from the suction port 4 into air bubbles G with a smaller particle size by a water flow from a nozzle 7 arranged upstream near the impeller 2. , so that there is no large impact when the impeller 2 receives centrifugal force.
第3図は、他の従来例を示すポンプ装置の模式図である
。図において、8は遠心式のポンプであり、該ポンプの
ケーシング1には吸込口4と吐出口5とが設けられ、吸
込口4の上流側には気液分離器10が配置され、ここで
流入管16から流入した気液2相流体が比重差によって
気体と液体とに分離され、液体のみがポンプ8に流入す
る。他方、ポンプの吐出口5の下流にはエゼクタ15が
配置され、前記気液分離器10の上部に溜まった気体を
排気管14を経由して吸引する。さらに、前記エゼクタ
15の下流から分岐した復液管13は、もう一方の端が
気液分離器10に接続され、該接続部には弁17が設け
られ、該弁17は、気液分離器10内の液面11の高さ
に応じてフロート12の作動によって、開閉動作し、気
液分離器10内の液面11が低い場合には開き、復液管
13から気液分離器10内へ液体が流入して気液分離器
10内の液面11を高く維持すると共に排気し、液面1
1が所定の高さ以上であれば閉じエゼクタ15の作動だ
けによって排気を行なうようにして、気液2相流体を遠
心式のポンプで昇圧、移送するようになっている。FIG. 3 is a schematic diagram of a pump device showing another conventional example. In the figure, 8 is a centrifugal pump, the casing 1 of the pump is provided with a suction port 4 and a discharge port 5, and a gas-liquid separator 10 is arranged upstream of the suction port 4. Gas-liquid two-phase fluid flowing in from the inflow pipe 16 is separated into gas and liquid due to the difference in specific gravity, and only the liquid flows into the pump 8 . On the other hand, an ejector 15 is arranged downstream of the discharge port 5 of the pump, and sucks the gas accumulated in the upper part of the gas-liquid separator 10 via the exhaust pipe 14. Further, the other end of the condensate pipe 13 branched from the downstream side of the ejector 15 is connected to the gas-liquid separator 10, and a valve 17 is provided at the connection part. The float 12 is operated to open and close depending on the height of the liquid level 11 in the gas-liquid separator 10, and when the liquid level 11 in the gas-liquid separator 10 is low, it opens and the liquid flows from the condensing pipe 13 into the gas-liquid separator 10. The liquid flows into the gas-liquid separator 10 to maintain the liquid level 11 high and is exhausted, and the liquid level 1
1 is above a predetermined height, exhaust is performed only by operating the ejector 15, and the gas-liquid two-phase fluid is pressurized and transferred using a centrifugal pump.
第4図は、他の従来例であって、ラジアルギャップ型の
マグネットカップリングを用いたマグネットポンプの縦
断面図である。図において、lはケーシングであり、該
ケーシング1は、吸込口4と吐出口5とを備えた吸込ケ
ーシング43と、背面ケーシング44とからなり、該ケ
ーシング1内には、羽根車2を回転自在に収容するポン
プ室19が形成されている。羽根車2は翼25、永久磁
石2o及び主軸3が一体に固着されてなり、主軸3の両
端は、吸込ケーシング43に固定された軸受24と背面
ケーシング44に固定された軸受24とによって回転自
在に軸支されている。羽根車に回転を与える永久磁石4
5は、モーター46の駆動軸47に締結されたマグネッ
トヨーク48の内周に沿って環状に固定され、モーター
46の付勢によって羽根車2が回転し、移送すべき流体
は吸込口4から流入し、翼25によって昇圧され、吐出
口5から流出するようになっている。この従来例におい
ては、ポンプの接液部分、即ち、ケーシング1、羽根車
2、及び軸受24は耐食性を付与するため樹脂やセラミ
ックによって構成されている。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of another conventional example of a magnetic pump using a radial gap type magnetic coupling. In the figure, l is a casing, and the casing 1 is made up of a suction casing 43 having an inlet 4 and an outlet 5, and a back casing 44. Inside the casing 1, an impeller 2 is rotatably mounted. A pump chamber 19 is formed to house the pump. The impeller 2 has blades 25, a permanent magnet 2o, and a main shaft 3 fixed together, and both ends of the main shaft 3 are rotatable by bearings 24 fixed to the suction casing 43 and bearings 24 fixed to the back casing 44. It is pivoted on. Permanent magnet 4 that gives rotation to the impeller
5 is fixed in an annular shape along the inner circumference of a magnet yoke 48 fastened to a drive shaft 47 of a motor 46, and the impeller 2 rotates by the urging of the motor 46, and the fluid to be transferred flows in from the suction port 4. The pressure is increased by the blades 25 and flows out from the discharge port 5. In this conventional example, the liquid-contact parts of the pump, that is, the casing 1, impeller 2, and bearing 24, are made of resin or ceramic to provide corrosion resistance.
このマグネットポンプは、格別気泡が混入した流体の移
送に適しているというものではなく、通常の遠心式のマ
グネットポンプの従来例として例示したものである。This magnet pump is not particularly suitable for transporting fluid containing air bubbles, but is exemplified as a conventional example of an ordinary centrifugal magnet pump.
上記のような気液2相流体を移送する遠心式のポンプの
運転において、気体Gを含んだ液体りがポンプ内に流入
すると、気体の混合率(体積率)が小さいときには、そ
の効率は、その混合率に見合うポンプヘッドの落ち込み
(損失)程度ですむ。When operating a centrifugal pump that transfers gas-liquid two-phase fluid as described above, when a liquid containing gas G flows into the pump, when the gas mixing ratio (volume ratio) is small, the efficiency is The amount of drop (loss) in the pump head that is commensurate with the mixing ratio is sufficient.
ところが、更に気体の混合量を増していくと、羽根車2
の中心部の圧力の低い部分に気体が集合し、この気体が
多量に集合することによって通路を閉塞する。気体が通
路を閉塞した場合、羽根車の翼が気体に作用して生じる
遠心力は極めて小さいものであるからポンプとしての昇
圧機能は停止し、結局、ポンプは運転不能の状態となる
。However, when the amount of mixed gas is further increased, impeller 2
Gas gathers in the low-pressure central part of the tube, and this gas gathers in large quantities to block the passage. If gas blocks the passage, the centrifugal force generated by the blades of the impeller acting on the gas is extremely small, so the pump's pressurizing function stops, and eventually the pump becomes inoperable.
上記の各従来例の問題点は次のとおりである。The problems with each of the above conventional examples are as follows.
即ち、第2図の従来例では、ポンプの吸込口から流入す
る大きな粒径の気泡Gを、ポンプの吐出口から戻し管6
を経て送られるノズル7からの圧力水の噴射によって、
より小さな気泡gとして液体中りに分散し、気泡が羽根
車2を通過する間に互いに集合すること無く通過できる
ようにしたものであるが、遠心式のポンプの吐出圧が大
きいポンプにおいてはノズル7からの圧力水の攪拌効果
、即ち、気泡の分散効果を期待することはできるが、吐
出圧の小さいポンプにあっては効果的な分散ができない
ので気泡の混合率を増加することはできないという問題
点があった。That is, in the conventional example shown in FIG.
By jetting pressurized water from the nozzle 7 sent through the
The bubbles are dispersed in the liquid as smaller bubbles g, allowing the bubbles to pass through the impeller 2 without clumping together, but in centrifugal pumps with high discharge pressure, the nozzle Although it is possible to expect the agitation effect of the pressurized water from 7, that is, the effect of dispersing the bubbles, it is not possible to increase the mixing ratio of bubbles because effective dispersion cannot be achieved with a pump with a low discharge pressure. There was a problem.
また、第3図の従来例では、気液分離器lOでの気液分
離作用は流速、滞留時間に関係し、ポンプの流量が大き
い場合には滞留時間が小さくなって、小粒径の気泡を分
離することはできない。このような場合には、気液分離
器の容積を大きくし、滞留時間を長くすることが必要で
あるが、そのためにポンプが大きくなるという問題点が
あった。In addition, in the conventional example shown in Fig. 3, the gas-liquid separation effect in the gas-liquid separator IO is related to the flow rate and residence time, and when the flow rate of the pump is large, the residence time becomes short and small-sized bubbles are formed. cannot be separated. In such a case, it is necessary to increase the volume of the gas-liquid separator and lengthen the residence time, but this poses a problem in that the pump becomes larger.
更に、第4図のマグネットポンプで気液2相流体を移送
する場合には、液体中に不均一に分散している気泡が羽
根車2の作用を受けるとき、羽根車2には不均一な荷重
が作用して激しく振動する。Furthermore, when a gas-liquid two-phase fluid is transferred using the magnetic pump shown in FIG. It vibrates violently under load.
この従来例では、羽根車2の回転軸芯方向の寸法が長く
、しかもその一方の端部にある翼25の部分が外力を受
ける部分であり、羽根車2は永久磁石20の部分と翼2
5の部分とで捩じり応力が働いているため、気泡に伴う
外力を受けた場合には、羽根車2が複雑な動きをし、軸
受23.24でその荷重を支えることができなくなる。In this conventional example, the impeller 2 has a long dimension in the direction of the rotational axis, and the blade 25 at one end is the part that receives external force, and the impeller 2 has the permanent magnet 20 and the blade 25.
Since torsional stress is exerted on the portion 5, the impeller 2 moves in a complicated manner when subjected to an external force due to air bubbles, and the bearings 23 and 24 are unable to support the load.
また、ポンプ室19の内部の流体は、羽根車2によって
遠心力を受けているため比重の大きな液体はより外周側
に集まり、気泡は回転軸芯側に集まるので、軸受23.
24の部分には潤滑を行なうための液体が存在しなくな
り、極端な場合には軸受23.24での液切れ現象によ
ってポンプの損傷が始まることとなるという問題点があ
った。Further, since the fluid inside the pump chamber 19 is subjected to centrifugal force by the impeller 2, liquid with a large specific gravity gathers on the outer circumferential side, and air bubbles gather on the rotation axis side, so that the bearing 23.
There is a problem in that there is no longer any liquid for lubrication in the portion 24, and in extreme cases, the pump may begin to be damaged due to a liquid shortage phenomenon at the bearings 23, 24.
本発明は、液体中に気体が混入している気液混合流体を
効果的に移送する遠心式のマグネットポンプを提供する
ことを目的とし、更に、小型で、液の滞留量が少なく且
つ気体の混入量が多くても安定して移送できる遠心式の
マグネットポンプを提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a centrifugal magnetic pump that effectively transfers a gas-liquid mixed fluid in which gas is mixed in the liquid. The object of the present invention is to provide a centrifugal magnet pump that can stably transfer even if there is a large amount of mixed substances.
上記の目的を達成するために本発明は、永久磁石を埋設
した羽根車を該羽根車の外部からの磁力によって回転駆
動するようにしたマグネットポンプにおいて、吸込口と
吐出口と及び羽根車が収容されるポンプ室とを有するポ
ンプのケーシングと、該ケーシングの該ポンプ室に回転
可能に収容され、且つ、永久磁石を埋設してなる羽根車
と、一方が該ケーシングに固定され、他方が該羽根車に
固定された軸受と、該羽根車内の該永久磁石に磁力を作
用させて該羽根車を回転駆動させる手段であって、該羽
根車の回転軸芯方向に関して該羽根車と対向した位置の
該ケーシングの非接液部に設けられた駆動磁力機構と、
該ポンプ室の吐出口側に配設されたノズルと、一端が該
ポンプ室の前記回転軸芯の近傍に開口し、他端が該ノズ
ルの下流側に開口した気体排出路とからなり、前記吸込
口と該ポンプ室とを連通ずる流体の流入路が該駆動磁力
機構の中央部を貫通して形成されていることを特徴とし
たマグネットポンプである。In order to achieve the above object, the present invention provides a magnet pump in which an impeller in which a permanent magnet is embedded is driven to rotate by magnetic force from the outside of the impeller. a pump casing having a pump chamber, one of which is fixed to the casing and the other of which is rotatably housed in the pump chamber of the casing and has a permanent magnet embedded therein; A means for rotationally driving the impeller by applying a magnetic force to a bearing fixed to the impeller and the permanent magnet in the impeller, the means being at a position opposite to the impeller in the direction of the axis of rotation of the impeller. a driving magnetic force mechanism provided in a non-liquid-contacted part of the casing;
It consists of a nozzle disposed on the discharge port side of the pump chamber, and a gas discharge path having one end opened in the vicinity of the rotation axis of the pump chamber and the other end opened downstream of the nozzle, This magnet pump is characterized in that a fluid inflow path that communicates the suction port with the pump chamber is formed through a central portion of the drive magnetic force mechanism.
本発明は上記のように構成されているので、吸込口から
流入した気液2相流体は、羽根車の作用によ゛って、主
として液体はポンプ室の外周側に押しつけられてポンプ
室1cと吐出口との間に配設されたノズルから吐出口に
向かって流出し、他方、気体はポンプ室の中央部、即ち
、羽根車の回転軸芯を中心とした部分に集まり、気体排
気路を介して前記ノズルの下流に形成される負圧部分に
吸弓されて液体と共にポンプの吐出口から外部へ流出す
る。Since the present invention is configured as described above, the gas-liquid two-phase fluid flowing in from the suction port is mainly pressed against the outer circumferential side of the pump chamber by the action of the impeller, and the liquid is mainly pressed against the outer circumferential side of the pump chamber 1c. The gas flows out toward the discharge port from the nozzle disposed between the pump chamber and the discharge port, while the gas collects in the center of the pump chamber, that is, the part centered around the rotation axis of the impeller, and flows through the gas exhaust path. The liquid is sucked into a negative pressure portion formed downstream of the nozzle through the nozzle, and flows out together with the liquid from the discharge port of the pump.
次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明のマグネットポンプの縦断面図である
。ポンプのケーシング1は、流体の吸込口4を有する吸
込ケーシング1aと、昇圧された流体の吐出口5を有す
る背面ケーシング1bとからなり、吸込ケーシング1a
と背面ケーシング1bとによって羽根車2を収容するポ
ンプ室19が形成され、羽根車2と吸込ケーシング1a
には、回転側の軸受23と固定側の軸受24とがそれぞ
れ固定され、ポンプ室19の吐出口5側には、ノズル5
1と気体排気路50が形成されたノズル板52が図示し
ないボルトによって背面ケーシングlbに固定され、ポ
ンプ室19と吸込口4とは流入路49によって連通され
ている。ケーシング1を構成するこれらの部品の材質は
、ポンプの用途に応じて移送する流体に対して耐食性を
有するものでなければならないが、少なくとも高磁束密
度の磁界に置かれる吸込ケーシング1aは非磁性材料で
あることが望ましい。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the magnet pump of the present invention. The casing 1 of the pump consists of a suction casing 1a having a suction port 4 for fluid, and a back casing 1b having a discharge port 5 for pressurized fluid.
A pump chamber 19 that accommodates the impeller 2 is formed by the rear casing 1b and the impeller 2 and the suction casing 1a.
A rotating side bearing 23 and a stationary side bearing 24 are respectively fixed to the pump chamber 19, and a nozzle 5 is installed on the discharge port 5 side of the pump chamber 19.
1 and a nozzle plate 52 on which a gas exhaust path 50 is formed are fixed to the back casing lb by bolts (not shown), and the pump chamber 19 and the suction port 4 are communicated through an inflow path 49. The materials of these parts constituting the casing 1 must be resistant to corrosion against the fluid to be transported depending on the purpose of the pump, but at least the suction casing 1a, which is placed in a magnetic field with high magnetic flux density, must be made of non-magnetic material. It is desirable that
上記ポンプ室19に回転可能に収容された羽根車2は、
環状に成型されたマグネットヨーク21の吸込ケーシン
グlaの側の面に環状の永久磁石20を接着して埋設し
たものであって、石英カバー22によってこれら金属部
材20.21全体を密封したうえで、ナイロンやフッソ
樹脂のような非磁性材料によって全体を覆い、溶着や溶
接などの公知の手段によって密封し、二重に金属部材2
0.21への流体の侵入を防止している。更に羽根車2
には所定のポンプ性能が発揮されるべく翼25が備えら
れ、図においては、ポンプ効率を高めるために主板26
が取付けられてクローズ羽根となっている。The impeller 2 rotatably housed in the pump chamber 19 is
An annular permanent magnet 20 is glued and embedded in the side surface of the suction casing la of an annularly molded magnet yoke 21, and after these metal members 20 and 21 are entirely sealed with a quartz cover 22, The entire body is covered with a non-magnetic material such as nylon or fluorocarbon resin, sealed by a known means such as welding or welding, and the metal member 2 is doubled.
0.21 to prevent fluid from entering. Furthermore, impeller 2
is equipped with wings 25 in order to achieve a predetermined pump performance, and in the figure, a main plate 26 is installed to increase pump efficiency.
is attached and has a closed blade.
吸込ケーシングlaの内面、即ちポンプ室19に面する
部分には、球状の凹面を羽根車2の側に向けたセラミッ
ク製の固定側の軸受24がねじ込まれ、これと羽根車2
の回転軸芯X方向に関して対向している羽根車2の部分
には、該固定側の軸受24の凹面に対応する球状の凸面
を該凹面に向けたセラミック製の回転側の軸受23がね
じ込まれ、これらの凹面と凸面とのいずれか一方の面に
約10ミクロンの溝が形成されて両者で1体のスパイラ
ルグループ軸受が形成され、軸受24と軸受23との摺
擦によって回転軸芯X方向のスラスト荷重と回転軸芯X
と直角方向のラジアル荷重とを支えている。A fixed side bearing 24 made of ceramic with a spherical concave surface facing the impeller 2 is screwed into the inner surface of the suction casing la, that is, the part facing the pump chamber 19.
A rotating side bearing 23 made of ceramic and having a spherical convex surface corresponding to the concave surface of the stationary side bearing 24 facing the concave surface is screwed into the portion of the impeller 2 that faces in the direction of the rotation axis X direction. A groove of about 10 microns is formed on either one of the concave and convex surfaces, and the two form a single spiral group bearing, and the sliding friction between the bearing 24 and the bearing 23 allows the rotation axis to be rotated in the X direction. Thrust load and rotational axis X
and a radial load in the right angle direction.
さらに、羽根車2の内部に埋設された永久磁石20に磁
力を作用させて該羽根車2を回転駆動する手段である駆
動磁力機構としての役割をになう永久磁石31が、吸込
ケーシングlaの非接液部に配置され、更に該永久磁石
31は、ボールベアリング36によって回転可能に支持
されたマグネットヨーク32に固着され、該マグネット
ヨーク32は、モータ一部の永久磁石40とマグネット
ヨーク41とからなる回転子に一体に固定され、図示し
ない電源供給部からの鉄心38に巻回されたコイル39
への通電によって、羽根車2を回転駆動するようにして
あり、その中心部の羽根車2の回転軸芯X方向に沿って
、吸込口5とポンプ室19とを連通ずる流体の流入路4
9が形成されている。Further, a permanent magnet 31 that serves as a drive magnetic force mechanism, which is a means for applying magnetic force to a permanent magnet 20 embedded inside the impeller 2 to rotationally drive the impeller 2, is installed in the suction casing la. The permanent magnet 31 is arranged in a non-liquid-contact part, and is fixed to a magnet yoke 32 that is rotatably supported by a ball bearing 36. A coil 39 is integrally fixed to a rotor consisting of
The impeller 2 is rotatably driven by energization, and a fluid inflow path 4 communicates the suction port 5 and the pump chamber 19 along the rotation axis X direction of the impeller 2 at the center thereof.
9 is formed.
ここで、コイル39に電気が供給されてポンプが定格の
回転速度で回転し、吸込口4から気体と液体とが混じり
合った気液2相流体が流入した場合、ポンプ室19内の
流体は、主として液体の部分が翼25の作用によってポ
ンプ室19の外周側に押しつけられ、気体の部分は遠心
力の比重分離作用を受けて羽根車2の回転軸芯Xを中心
としたその近傍に集合する。Here, when electricity is supplied to the coil 39 and the pump rotates at the rated rotational speed, and gas-liquid two-phase fluid, which is a mixture of gas and liquid, flows from the suction port 4, the fluid in the pump chamber 19 is , mainly the liquid part is pressed against the outer circumferential side of the pump chamber 19 by the action of the blades 25, and the gas part collects in the vicinity of the rotation axis X of the impeller 2 due to the specific gravity separation effect of the centrifugal force. do.
吸込口4から流入する気泡の大きさにもよるが、気泡の
直径が小さい場合には、羽根車2の内部を通過する気泡
の速度が羽根車2の回転に伴う遠心力の比重分離作用に
打ち勝って液体と共に羽根車2の外周縁から流出し、該
気泡の一部はただちにノズル51を通過して吐出口5か
らポンプの下流へと移送され、該気泡の他の部分は羽根
車2の外部のポンプ室19内の中心部53に集合する。Although it depends on the size of the bubbles flowing in from the suction port 4, if the diameter of the bubbles is small, the speed of the bubbles passing through the impeller 2 will be affected by the specific gravity separation effect of the centrifugal force accompanying the rotation of the impeller 2. A part of the bubbles overcomes the liquid and flows out from the outer periphery of the impeller 2, and a part of the bubbles immediately passes through the nozzle 51 and is transferred from the discharge port 5 to the downstream of the pump, while the other part of the bubbles flows out of the impeller 2. They gather at the center 53 inside the external pump chamber 19.
液体を主体とした流体がノズル51から吐出口5に向か
って流出すると、ノズル51の下流には負圧部分が生じ
、この負圧部分と気体が滞留しているポンプ室19内の
中心部53とが気体排気路50によって連通しているの
で、ポンプ室19内の中心部53に滞留している気体は
、ノズル51の下流に生じた負圧部分に吸引されて吐出
口5から液体と共にポンプ外へ流出する。When a fluid mainly composed of liquid flows out from the nozzle 51 toward the discharge port 5, a negative pressure portion is generated downstream of the nozzle 51, and this negative pressure portion and the central portion 53 in the pump chamber 19 where gas is retained. Since these are in communication with each other through the gas exhaust path 50, the gas staying in the center 53 of the pump chamber 19 is sucked into the negative pressure area generated downstream of the nozzle 51 and is pumped out from the discharge port 5 together with the liquid. leak outside.
第1図に示された状態で、ポンプが定格回転速度で回転
し、気液2相流体が吸込口4から流入し、吐出口5から
流出した場合、ポンプの吐出量がどのような状態であっ
ても、羽根車2に作用する磁力は、常に駆動磁力機構を
構成する、永久磁石と羽根車2とが互いに引き合う力と
なり、更に、流体が回転軸芯X方向に羽根車2を押しつ
ける力は、常に羽根車2を駆動磁力機構の側に押しつけ
る力となるので、羽根車2は駆動磁力機構の側に接近し
た状態で回転することとなり、これらに由来する不安定
領域がなく、また、軸受23.24に形成されている流
体膜の剛性が高いので、気泡の存在に由来する不規則な
応力が発生しても最良の状態で支持することができる。In the state shown in Fig. 1, when the pump rotates at the rated speed and gas-liquid two-phase fluid flows in from the suction port 4 and flows out from the discharge port 5, what is the discharge amount of the pump? Even if there is a force, the magnetic force acting on the impeller 2 is always a force that attracts the permanent magnet and the impeller 2, which constitute the drive magnetic force mechanism, to each other, and a force that causes the fluid to press the impeller 2 in the direction of the rotation axis X. is a force that always presses the impeller 2 toward the driving magnetic mechanism, so the impeller 2 rotates close to the driving magnetic mechanism, and there is no unstable region caused by these, and Due to the high rigidity of the fluid film formed on the bearings 23, 24, irregular stresses resulting from the presence of air bubbles can be supported in the best possible manner.
なお、図において、軸受としてセラミック製の球面溝軸
受を用いているが、他の軸受としては、円錐型の溝軸骨
が一組の軸受でラジアル荷重とスラスト荷重との両者を
支えることができるので好適である。In the figure, a ceramic spherical groove bearing is used as the bearing, but other bearings with a conical groove shaft can support both radial load and thrust load with one set of bearings. Therefore, it is suitable.
また、羽根車2に磁力によって回転を与えるための手段
である駆動磁力機構として回転可能に支持された永久磁
石31を例示しているが、環状にコイルを配列してステ
ーターとなし、吸込ケーシング1aの非接液部分に固定
して、直接羽根車2を回転するようにしてもよい。Further, although a rotatably supported permanent magnet 31 is illustrated as a drive magnetic force mechanism which is a means for giving rotation to the impeller 2 by magnetic force, a stator is formed by arranging coils in a ring shape, and the suction casing 1a The impeller 2 may be directly rotated by being fixed to a non-wetted part of the impeller 2.
以上説明したように、本発明のマグネットポンプは、永
久磁石を埋設した羽根車を該羽根車の外部からの磁力に
よって回転駆動するようにしたマグネットポンプにおい
て、吸込口と吐出口と及び羽根車が収容されるポンプ室
とを有するポンプのケーシングと、該ケーシングの該ポ
ンプ室に回転可能に収容され、且つ、永久磁石を埋設し
てなる羽根車と、一方が該ケーシングに固定され、他方
か該羽根車に固定された軸受と、該羽根車内の該永久磁
石に磁力を作用させて該羽根車を回転駆動させる手段で
あって、該羽根車の回転軸芯方向に関して該羽根車と対
向した位置の該ケーシングの非接液部に設けられた駆動
磁力機構と、該ポンプ室の吐出口側に配設されたノズル
と、一端が該ポンプ室の前記回転軸芯の近傍に開口し、
他端が該ノズルの下流側に開口した気体排出路とからな
り、前記吸込口と該ポンプ室とを連通ずる流体の流入路
が該駆動磁力機構の中央部を貫通して形成されているの
で、次のような効果がある。As explained above, the magnet pump of the present invention is a magnet pump in which an impeller in which a permanent magnet is embedded is rotationally driven by magnetic force from the outside of the impeller. A pump casing having a pump chamber accommodated therein; and an impeller rotatably housed in the pump chamber of the casing and having a permanent magnet embedded therein; one is fixed to the casing, and the other is fixed to the impeller. A means for rotating the impeller by applying a magnetic force to a bearing fixed to the impeller and the permanent magnet in the impeller, and a position facing the impeller with respect to the rotational axis direction of the impeller. a driving magnetic force mechanism provided in a non-wetted part of the casing; a nozzle provided on the discharge port side of the pump chamber; one end opening in the vicinity of the rotation axis of the pump chamber;
The other end is composed of a gas discharge path opened on the downstream side of the nozzle, and a fluid inflow path communicating the suction port and the pump chamber is formed passing through the center of the drive magnetic mechanism. , has the following effects.
(イ)気体と液体とが混入している流体を移送する場合
、ポンプ室の内部で羽根車の回転に基づく遠心力によっ
て液体と気体とが分離され、羽根車を通過しポンプ室内
に滞留する気体はポンプ室の中央部に集まり、ここに位
置する気体排気路を介してノズル下流の負圧部分に吸引
されてポンプの外部に導かれるので、ポンプ室内での気
体の滞留量が著しく減少し、安定した運転が可能となる
。(b) When transferring a fluid containing a mixture of gas and liquid, the liquid and gas are separated inside the pump chamber by centrifugal force based on the rotation of the impeller, pass through the impeller, and remain in the pump chamber. Gas gathers in the center of the pump chamber, is sucked into the negative pressure section downstream of the nozzle through the gas exhaust path located here, and is led to the outside of the pump, so the amount of gas stagnant in the pump chamber is significantly reduced. , stable operation is possible.
(ロ)従来、気液2相流体を遠心式ポンプで移送する場
合、若干の気泡の存在によって羽根車には不均一な応力
が作用し、これがちとで、羽根車には大きな衝撃と大き
な加振力が加わり、時にはそれが原因でポンプが損傷す
ることすらあったが、本発明のマグネットポンプでは、
羽根車を回転駆動するための手段である駆動磁力機構と
羽根車に埋設された永久磁石との間にこれらの荷重を支
持する軸受を配置しているので、1転体である羽根車の
振動を効果的に支持することができ、ポンプの振動を少
なくすることができる。(b) Conventionally, when gas-liquid two-phase fluid is transferred using a centrifugal pump, uneven stress acts on the impeller due to the presence of some air bubbles, which tends to cause large shocks and large loads on the impeller. Vibratory forces were added, which sometimes even caused damage to the pump, but with the magnetic pump of the present invention,
Bearings that support these loads are placed between the drive magnetic force mechanism, which is the means for rotationally driving the impeller, and the permanent magnet embedded in the impeller, so that the vibration of the impeller, which is a single rotating body, is can be effectively supported, and vibration of the pump can be reduced.
(ノリポンプの定格運転においては、駆動磁力機構゛と
羽根車との間に作用する磁力は常に互いに弓き合う方向
の力となり、また、流体の圧力は羽根車を駆動磁力機構
の側へ押しつける力となっているので、羽根車はケーシ
ングに対して常に接近した位置で回転し、そのため、軸
受における流体膜の剛性が高く、流体中に存在する気泡
の影響によって発生する羽根車に対する不規則な応力を
効果的に支持することができる。(During the rated operation of the glue pump, the magnetic force acting between the drive magnetic force mechanism and the impeller is always a force in the direction of bowing each other, and the fluid pressure is a force that presses the impeller toward the drive magnetic force mechanism. Therefore, the impeller always rotates close to the casing, and therefore the fluid film at the bearing has high rigidity, and irregular stresses on the impeller caused by the influence of air bubbles present in the fluid are eliminated. can be effectively supported.
第1図は本発明のマグネットポンプの縦断面図、第2図
は従来例の縦断面図、第3図は他の従来例を示す概要図
、第4図は更に他の従来例の縦断面図である。
1・・・ケーシング、1a・・・吸込ケーシング、lb
・・・背面ケーシング、2・・・羽根車、4・・・吸込
口、5・・・吐出口、19・・・ポンプ室、20・・・
永久磁石、21・・・マグネットヨーク、22・・・石
英カバー、23・・・回転側軸受、24・・・固定側軸
受、25・・・翼、26・・・主板、31・・・永久磁
石、32・・・マグネットヨーク、33・・・補強板、
34・・・ケーシングカバー、36・・・ベアリング、
3B・・・鉄心、39・・・コイル、40・・・永久磁
石、41・・・マグネットヨーク、49・・・流入路、
L・・・液体、G・・・気泡(大粒径)
X・・・回転軸芯。
第1図Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the magnet pump of the present invention, Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional example, Fig. 3 is a schematic diagram showing another conventional example, and Fig. 4 is a longitudinal sectional view of yet another conventional example. It is a diagram. 1...Casing, 1a...Suction casing, lb
... Back casing, 2... Impeller, 4... Suction port, 5... Discharge port, 19... Pump chamber, 20...
Permanent magnet, 21... Magnet yoke, 22... Quartz cover, 23... Rotating side bearing, 24... Fixed side bearing, 25... Wing, 26... Main plate, 31... Permanent Magnet, 32... Magnet yoke, 33... Reinforcement plate,
34...Casing cover, 36...Bearing,
3B... Iron core, 39... Coil, 40... Permanent magnet, 41... Magnet yoke, 49... Inflow path,
L: Liquid, G: Bubbles (large particle size) X: Rotating shaft core. Figure 1
Claims (1)
磁力によって回転駆動するようにしたマグネットポンプ
において、吸込口と吐出口と及び羽根車が収容されるポ
ンプ室とを有するポンプのケーシングと、該ケーシング
の該ポンプ室に回転可能に収容され、且つ、永久磁石を
埋設してなる羽根車と、一方が該ケーシングに固定され
、他方が該羽根車に固定された軸受と、該羽根車内の該
永久磁石に磁力を作用させて該羽根車を回転駆動させる
手段であって、該羽根車の回転軸芯方向に関して該羽根
車と対向した位置の該ケーシングの非接液部に設けられ
た駆動磁力機構と、該ポンプ室の吐出口側に配設された
ノズルと、一端が該ポンプ室の前記回転軸芯の近傍に開
口し、他端が該ノズルの下流側に開口した気体排出路と
からなり、前記吸込口と該ポンプ室とを連通する流体の
流入路が該駆動磁力機構の中央部を貫通して形成されて
いることを特徴とするマグネットポンプ。1. A magnet pump in which an impeller in which a permanent magnet is embedded is rotationally driven by magnetic force from outside the impeller, a pump casing having a suction port, a discharge port, and a pump chamber in which the impeller is housed; an impeller that is rotatably housed in the pump chamber of the casing and has a permanent magnet embedded therein; a bearing that is fixed on one side to the casing and on the other side to the impeller; A means for rotationally driving the impeller by applying a magnetic force to the permanent magnet, the drive being provided in a non-liquid-contacted part of the casing at a position facing the impeller with respect to the rotational axis direction of the impeller. a magnetic force mechanism; a nozzle disposed on the discharge port side of the pump chamber; and a gas discharge path having one end opened in the vicinity of the rotation axis of the pump chamber and the other end opened downstream of the nozzle. A magnet pump, characterized in that a fluid inflow path communicating the suction port and the pump chamber is formed through a central portion of the drive magnetic force mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14633290A JPH0441997A (en) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Magnet pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14633290A JPH0441997A (en) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Magnet pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0441997A true JPH0441997A (en) | 1992-02-12 |
Family
ID=15405294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14633290A Pending JPH0441997A (en) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | Magnet pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0441997A (en) |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP14633290A patent/JPH0441997A/en active Pending
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