JPH0763185A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液滞留部がなく、パーティクルの発生を抑え
ることができる。 【構成】 ケーシング20に形成した吸込み口27および吐
出口28に連通するポンプ室23の環状の昇圧通路26に羽根
車30を回転自在に配設する。吐出口28は昇圧通路26より
軸方向に変位して軸封部29側に形成する。昇圧通路26は
羽根車30を略一周回して吐出側はポンプ室23の軸封部29
側に向って軸方向に変位した連通通路31に連通されてい
る。この連通通路31に連通した軸封部通路33は軸封部29
の外周を略一周回して吐出口28に連通される。 【効果】 ポンプ室23の軸封部29による液滞留部が形成
されることがない。ポンプ取扱液の交換が迅速にでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は医薬、バイオテクノロジ
ーなどの製造プロセスにおける超高純度薬液、蛋白質液
の供給、または半導体製造プロセスにおける超高純度水
の供給などの超清浄性を要求されるポンプ取扱流体の圧
送に適する渦流ポンプ、渦巻ポンプなどのポンプ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の渦流ポンプは、図７に示
すように、ポンプケーシング１内のポンプ室２に吸込み
口および吐出口３に連通する環状の昇圧通路４を形成
し、このポンプ室２に回転自在に配設した羽根車５の小
羽根６を前記昇圧通路４内に臨ませ、このポンプ室２の
一側部に羽根車５の回転軸７を液封するメカニカルシー
ル８を設けた軸封部９を形成した構造が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造の渦流
ポンプでは、ポンプ室２には軸封部９のメカニカルシー
ル８の周囲に液滞留部10が形成され、さらに、このメカ
ニカルシール８の接液部には羽根車５の回転軸７の周囲
に圧接する摺動筒11を付勢するスプリング12とこのスプ
リング12を保持するスプリング抑え部材13など複雑な機
構部分が存在し、このメカニカルシール８部の接液部に
も液が滞留し易く、また、このメカニカルシール８の各
部材の干渉によるパーティクルが発生する。さらに、ポ
ンプ室２にはメカニカルシール８の接液部には複雑な機
構部分が存在するために、ポンプ室２から金属イオン、
微粒子の汚損、雑菌の発生などを防ぐためにポンプ室２
の内面を鏡面処理を施すことができない問題を有してい
る。

【０００４】また、ポンプ室２にはメカニカルシール８
の接液部には複雑な機構部分が存在するため、メカニカ
ルシール８の接液部分が軸方向に長くなり、液滞留部分
が長くなり、ポンプ取扱液の交換時に滞留した液と混合
される問題があった。

【０００５】一方、近時、半導体工業の著しい発展に伴
いパーティクルなどの不純物の含有量が極少な超高純度
水が要求され、さらに、ＬＳＩ半導体の高集積化の進展
により最小パターン寸法がサブミクロンオーダとなり、
0.1 μm 以上のパーティクルが問題となっている。ま
た、金属イオンも問題であり、25℃で18.25 ＭΩ・cmの
極限の超純水が要求され、さらに医薬、バイオテクノロ
ジーの製造プロセスでは、多種の超高純度薬液、蛋白質
液を取扱う関係からポンプ取扱液を頻繁に交換する必要
がある。

【０００６】したがって、従来の渦流ポンプでは、ポン
プ室２の液滞留部10が形成され、また、メカニカルシー
ル８にも液が滞留され易く、また、パーティクルが発生
し、雑菌発生の原因にもなるために、超高純度水、超高
純度薬液、蛋白質液などの圧送に適さない問題があっ
た。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、液滞留部がなく、パーティクルの発生も極力抑える
ことができ、または、メカニカルシールの非接液部の洗
浄も容易にできるポンプ装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のポ
ンプ装置は、吸込み口および吐出口に連通する環状の昇
圧通路を形成したポンプ室を有するケーシングと、一側
面に突設した回転軸部を有し前記ポンプ室に回転自在に
配設され前記昇圧通路内を回動する小羽根を外周部に有
する羽根車と、前記ポンプ室の一側中央部に設けられ前
記羽根車の回転軸部を液封する軸封部とを備えたポンプ
装置において、前記吐出口は前記昇圧通路より軸方向に
変位して前記軸封部側に形成し、前記昇圧通路は吸込み
側が前記吸込み口に連通され前記羽根車を略一周回し、
この昇圧通路の吐出側は前記ポンプ室の軸封部側に向っ
て軸方向に変位した連通通路を経てこの軸封部の外周を
略一周回して前記吐出口に至る軸封部通路を形成したも
のである。

【０００９】請求項２記載の発明のポンプ装置は、吸込
み口および吐出口に連通する環状の昇圧通路を形成した
ポンプ室を有するケーシングと、一側面に突設した回転
軸部を有し前記ポンプ室に回転自在に配設され前記昇圧
通路内を回動する小羽根を外周部に有する羽根車と、前
記ポンプ室の一側中央部に設けられ前記羽根車の回転軸
部を液封する軸封部とを備えたポンプ装置において、前
記軸封部は前記羽根車の一側部に突設された回転軸部に
嵌合されこの羽根車の一側面に圧接される回転筒と、こ
の回転筒の端面にシール部材を介して圧接されこの回転
筒に嵌合される摺動筒と、前記回転軸部に嵌合された固
定筒と、この固定筒と前記摺動筒との非接液部の内周側
において前記回転軸部に嵌合され前記固定筒と摺動筒と
の間に張設されたコイル状のスプリングとからなるメカ
ニカルシールにて構成し、前記摺動筒の非接液部の内周
と回転筒の外周との間から前記回転軸部に形成した軸方
向の通孔を経た洗浄液通路を形成し、この洗浄液通路に
連通される洗浄液流入路と洗浄液流出路とを前記ケーシ
ングの非接液部に形成したものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明のポンプ装置は、吐出口は
昇圧通路より軸方向に変位して液封部側に形成し、昇圧
通路は吸込み側が吸込み口に連通され羽根車を略一周回
し、この羽根車を略一周回した昇圧通路の吐出側は中心
部から軸封部側に向って軸方向に変位させた連通通路か
ら軸封部の外周を略一周回して吐出口に至る軸封部通路
を形成したため、液滞留部となる軸封部が液通路とな
り、ポンプ取扱液の滞留がなく、ポンプ取扱液の交換も
迅速にできる。

【００１１】請求項２記載のポンプ装置は、軸封部のメ
カニカルシールの接液部には、スプリングなどの複雑な
機構部がなく、ポンプ取扱液の滞留がなく、しかも、ケ
ーシングの非接液部に形成した洗浄液流入路から非接液
部の摺動筒の内周と回転筒の外周との間のスプリングを
配設した位置に連通し、さらに、回転軸部に形成した軸
方向の通孔を経てケーシングの非接液部に形成した洗浄
液流出路に至る洗浄液通路が形成され、この洗浄液通路
に洗浄液または蒸気を流すことによりメカニカルシール
の非接液部を洗浄でき、摺動面からの汚損の防止、また
は培養液の場合などの摺動筒の固着やスプリングの固着
による作動不良を防止できる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例のポンプ装置の構成を図１
および図２について説明する。

【００１３】ケーシング20はケーシング部材21とケース
カバー22とにてポンプ室23が形成され、このケーシング
部材21とケースカバー22とはＯリング24にて液密に接合
されている。そして、このポンプ室23には同一面に位置
して環状の羽根嵌合溝25が形成され、この羽根嵌合溝25
の外周に連通して環状の昇圧通路26が形成されている。
この昇圧通路26は吸込み側に連通する吸込み口27はこの
昇圧通路26の同一面に位置して前記ケーシング20に形成
されている。また、前記昇圧通路26の吐出側に連通する
吐出口28はこの昇圧通路26より軸方向に変位して軸封部
29側に位置して前記ケーシング20に設けられ、この昇圧
通路26から連通通路31に対して吐出口28は、軸封部通路
33の接液部の最も奥側となる一側端に偏位した位置に形
成される。

【００１４】また、前記昇圧通路26はこの昇圧通路26に
配設された羽根車30を略一周回し、この羽根車30を略一
周回した昇圧通路26の吐出側は中心部の前記軸封部29側
に向って軸方向に変位する方向に傾斜した連通通路31を
経てこの軸封部29の外周を略一周回する軸封部通路33に
連通され、この軸封部通路33は前記吐出口28に連通され
ている。そして、この昇圧通路26、連通通路31および軸
封部通路33は略螺旋状に連通形成されている。

【００１５】また、前記昇圧通路26の吐出側に連通する
連通通路31の入り口部と軸封部通路33の吐出側との間に
は隔壁34が形成されている。

【００１６】さらに、前記ポンプ室23の接液面の内面は
鏡面処理され、金属イオン、微粒子汚損、雑菌の発生な
どを防止している。

【００１７】また、接液部となるポンプ室23を形成する
前記ケーシング20はＳＵＳ３１６Ｌまたはこれと同等の
耐蝕性を有する材料にて形成することにより、金属イオ
ン、微粒子汚損、雑菌の発生などを防止している。

【００１８】また、前記ケーシング20は、８０℃〜２０
０℃の耐熱性を有する材料により構成し、ポンプ室23内
からの雑菌の発生を防止できる。

【００１９】次に、図３および図４に示すように、前記
羽根車30には外周部に小羽根30a が多数形成され、ま
た、一側面の中心部には回転軸部35の先端部にはねじ軸
部36が形成されている。そして、このねじ軸部36から回
転軸部35まで通孔37が形成され、この通孔37は回転軸部
35の外周に形成した開口39に連通されている。

【００２０】また、前記ポンプ室23の軸封部29はメカニ
カルシール41にて構成されている。このメカニカルシー
ル41は前記羽根車30の一側部に突設された回転軸部35に
嵌合されこの羽根車30の一側面にＯリング63を介して圧
接される回転筒42と、この回転筒42の端面にシール部材
44，45を介して圧接されこの回転筒42に嵌合される摺動
筒46と、この摺動筒46と図示しないクラッチ機構を介し
て結合されかつ回転軸56に嵌合されねじ60にて前記ケー
シング20にて固着された固定筒47と、この固定筒47と前
記摺動筒46との非接液部の内周側において前記回転軸部
35に嵌合され前記固定筒47と摺動筒46との間に圧縮して
配設されたコイル状のスプリング48とにて構成され、こ
の摺動筒46の外周面はＯリング49を介してケーシング部
材21の挿通孔50に挿通されている。また、このメカニカ
ルシール41には、前記摺動筒46の非接液部の内周と回転
筒42の外周との間に位置して回転筒42の端面と回転軸56
の中空軸部56a の端面との間に介在したカラー61に形成
した通孔43、回転軸部35の開口39、前記回転軸部35に形
成した通孔37を経た洗浄液通路53が形成され、この洗浄
液通路53は前記ケーシング20の非接液部に形成した洗浄
液流入路54は前記固定筒47と前記摺動筒46とのクラッチ
機構による対向間隙55を介して連通されている。また、
前記洗浄液通路53は前記ケーシング20の非接液部に形成
した洗浄液流出路58に前記回転軸部35のねじ軸部36に螺
合連結した回転軸56の通孔57を経て連通されている。

【００２１】また、前記摺動筒46のシール部材45の内
周、Ｏリング49の内周寸法を略同一寸法とする。

【００２２】次に、この実施例の作用を説明する。

【００２３】吸込み口27から吸込まれたポンプ取扱液は
羽根車30を略一周回する昇圧通路26にて昇圧され、連通
通路31を経て軸封部29側に向って軸方向に変位し軸封部
29の外周を略一周回する軸封部通路33から吐出口28に流
れて吐出され、液滞留部となる軸封部29の外周が液通路
となり、ポンプ取扱液の滞留がなく、ポンプ取扱液を交
換してもポンプ取扱液が混合することがなく、ポンプ取
扱液の交換も迅速にできる。

【００２４】さらに、軸封部29のメカニカルシール41の
接液部には、スプリング48などの複雑な機構部がなく、
軸封部29の接液部の軸方向の長さを短くでき、デッドス
ペースも少なくなり、さらに吐出口28は一側の軸封部通
路33に位置しているためポンプ取扱液の滞留が生じるこ
とがない。

【００２５】しかも、ケーシング20の非接液部に形成し
た洗浄液流入路54から洗浄液を注入すると、洗浄液は固
定筒47と摺動筒46とのクラッチ状の対向間隙55から非接
液部の摺動筒46の内周と固定筒47の内周との間のスプリ
ング48を配設した位置に流入し、さらに、シール部材4
4，45の内側に流入し、回転筒42の通孔43、回転軸部35
に形成した開口39、軸方向の通孔37を経て回転軸56の通
孔57、ケーシング20の非接液部に形成した洗浄液流出路
58に流出する。このように洗浄液通路53に洗浄液を流す
ことによりメカニカルシール41の非接液部を洗浄でき、
スプリング、摺動筒から発生するパーティクルまたは雑
菌を外部に排出できる。

【００２６】そして、摺動筒46のシール部材45の内径と
Ｏリング49の内径を略同一寸法としたので、ポンプ取扱
液は圧力バランスがとれ、ポンプ吸込み圧力、ポンプ差
圧に影響を及ぼすことがない。

【００２７】なお、洗浄液に限らず、蒸気を洗浄液通路
53に流入して洗浄することもできる。

【００２８】また、前記実施例では、メカニカルシール
41の回転筒42と回転軸56との対向端面にカラー61を介在
し、カラー61に通孔43を形成したが、通孔43は回転筒42
または回転軸56の中空軸部56a に形成してもよい。

【００２９】次に渦流ポンプの他の実施例を図５につい
て説明する。

【００３０】前記実施例では、昇圧通路26の吐出側に連
通する連通通路31の入り口部と螺旋状の軸封部通路33の
吐出側との間に隔壁34を形成した構成とし、確実にポン
プ取扱液が昇圧通路26から連通通路31、軸封部通路33、
吐出口28へと流れるようにしたが、この隔壁34は必ずし
も必要ではなく、ポンプ取扱液の粘性により、軸封部通
路33に流入したポンプ取扱液はメカニカルシール41の回
転筒42の回転による液体の粘性力で螺旋状の軸封部通路
33を経て吐出口28に流動される。

【００３１】さらに、渦流ポンプの他の実施例を図６に
ついて説明する。

【００３２】この実施例でも、昇圧通路26の吐出側に連
通する連通通路31の入り口部と螺旋状の軸封部通路33の
吐出側との間には隔壁34を形成しない構成とし、連通通
路31を軸封部通路33に対して接線方向に流入しかつ軸方
向に変位する構成としたものである。

【００３３】この実施例の構成でも、図５に示す実施例
の作用と同一である。

【００３４】さらに、図５と図６とに示す実施例の連通
通路31を両実施例の中間角度とすることもできる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ポンプ室
の軸封部による液滞留部が形成されず、超高純度水、超
高純度薬液、蛋白質液などの液送に適し、ポンプ取扱液
の頻繁な交換でもポンプ取扱液に前のポンプ取扱液が不
純物として含有することがなく、ポンプ取扱液の交換が
迅速にできる。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、ポンプ室の
軸封部のメカニカルシールは接液部に液滞留部が形成さ
れず、接液部の軸方向長さを短くできるとともにデッド
スペースを少なくして液滞留が生じないようにすること
ができ、また、ポンプ運転時または停止時に洗浄液流出
路に洗浄液または蒸気を流すことによりポンプ取扱液と
混合することなく、メカニカルシールの非接液部を洗浄
でき、スプリング、摺動筒などから発生するパーティク
ルまたは雑菌を外部に排出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す渦流ポンプの縦断正面
図である。

【図２】同上縦断側面図である。

【図３】同上渦流ポンプの羽根車の斜視図である。

【図４】同上渦流ポンプの軸封部の縦断側面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す渦流ポンプの縦断正
面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例を示す渦流ポンプの
縦断正面図である。

【図７】従来の渦流ポンプの縦断側面図である。

【符号の説明】

20 ケーシング 23 ポンプ室 26 昇圧通路 27 吸込み口 28 吐出口 29 軸封部 30 羽根車 30a 小羽根 31 連通通路 33 軸封部通路 35 回転軸部 37 通孔 41 メカニカルシール 42 回転筒 44，45 シール部材 46 摺動筒 47 固定筒 48 スプリング 53 洗浄液通路 54 洗浄液流入路 58 洗浄液流出路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込み口および吐出口に連通する環状の
   昇圧通路を形成したポンプ室を有するケーシングと、一
   側面に突設した回転軸部を有し前記ポンプ室に回転自在
   に配設され前記昇圧通路内を回動する小羽根を外周部に
   有する羽根車と、前記ポンプ室の一側中央部に設けられ
   前記羽根車の回転軸部を液封する軸封部とを備えたポン
   プ装置において、 前記吐出口は前記昇圧通路より軸方向に変位して前記軸
   封部側に形成し、 前記昇圧通路は吸込み側が前記吸込み口に連通され前記
   羽根車を略一周回し、 この昇圧通路の吐出側は前記ポンプ室の軸封部側に向っ
   て軸方向に変位した連通通路を経てこの軸封部の外周を
   略一周回して前記吐出口に至る軸封部通路を形成したこ
   とを特徴とするポンプ装置。
2. 【請求項２】 吸込み口および吐出口に連通する環状の
   昇圧通路を形成したポンプ室を有するケーシングと、一
   側面に突設した回転軸部を有し前記ポンプ室に回転自在
   に配設され前記昇圧通路内を回動する小羽根を外周部に
   有する羽根車と、前記ポンプ室の一側中央部に設けられ
   前記羽根車の回転軸部を液封する軸封部とを備えたポン
   プ装置において、 前記軸封部は前記羽根車の一側部に突設された回転軸部
   に嵌合されこの羽根車の一側面に圧接される回転筒と、
   この回転筒の端面にシール部材を介して圧接されこの回
   転筒に嵌合される摺動筒と、前記回転軸部に嵌合された
   固定筒と、この固定筒と前記摺動筒との非接液部の内周
   側において前記回転軸部に嵌合され前記固定筒と摺動筒
   との間に張設されたコイル状のスプリングとからなるメ
   カニカルシールにて構成し、 前記摺動筒の非接液部の内周と回転筒の外周との間から
   前記回転軸部に形成した軸方向の通孔を経た洗浄液通路
   を形成し、 この洗浄液通路に連通される洗浄液流入路と洗浄液流出
   路とを前記ケーシングの非接液部に形成したことを特徴
   とするポンプ装置。