JPS6123398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気結合ポンプに係り、スラリー混入
化学液、若しくは結晶性粒子混入の化学液の移送
に適するように構成したもので特に軸受部の保護
に関するものである。

近年化学工業の進歩とともに、スラリー性また
は結晶性粒体を化学液と共にポンプで送液する用
途が増加し、無漏洩、高耐蝕性、保守点検の簡便
さを持つた磁気結合ポンプで混入粒子を含んだ送
液を可能とすることが強く望まれているが、未だ
実用化された例がない。

従来の磁気結合ポンプは一般的にインペラから
出た圧力液をインペラ後部のスタツフイングボツ
クス内に導入して軸と軸受間を強制冷却してい
る。然るにこの種のポンプにおいて液中にスラリ
ーの混入があると、微粒子は強制的に軸と軸受
間、及びスラスト軸受の回転環と固定環の間に運
ばれ軸受の摩耗を極度に進める欠点を有してい
る。

軸と軸受及びスラスト軸受に超硬合金、セラミ
ツクス若しくは炭化けい素などの特殊硬質材料を
用いることが従来から試みられているが、液中の
スラリー若しくは結晶性粒子の混入割合が増加す
ると効果が無く、かつライナリング部（口金部）
の摩耗が著しく実用化出来ない欠陥を有してい
る。

本発明者は過去に第２図に示すごとき、磁気結
合ポンプを立軸とし、ポンプ室内吐出口から流出
した液が吐出液タンクを通過してポンプ吐出口に
至るように配置し、前記吐出液タンク内に軸受部
を設けたことを特徴とした同様主旨の考案（実開
昭56−88989号参照）をなしたがタンク内を通過
する流速が乱流となり、スラリー粒子を有効に沈
降させるには未解決の問題があるため、鋭意研究
の結果、吐出液通路とは分離した旋回流による遠
心力効果をもつタンクを設置して、その内に軸受
部を設けることで解決出来ることを発見した。

一方、スラリー混入液を送るインペラについて
は、従来のポンプではクローズドタイプのインペ
ラを採用の場合にはライナリング部の摩耗が激し
く短時間で性能の低下が起り、又オープンタイプ
のインペラを採用の場合はインペラ前面とケーシ
ングとのギヤツプを常に僅少に維持する必要があ
るが、この場合も摩耗が激しく、性能の低下を起
し易く、更にギヤツプの調整が、この種の磁気結
合ポンプでは非常に困難な欠点を有している。

本発明は従来のものと、まつたく異つた構想
で、これらの欠陥を除いた立軸磁気結合ポンプを
提供するものであり、原動機側の駆動永久磁石
と、ポンプ内部の被駆動永久磁石の間を非磁性体
の隔壁で区画する立軸磁気結合ポンプにおいて、
ポンプ内部をポンプ室と吐出液溜めタンクとに区
画する区画壁を備え、この区画壁にポンプ駆動時
ポンプ室内の旋回流によつて吐出液溜めタンク内
にも旋回流を生起せしめるように、区画壁の所要
個所に開口部を設けると共に吐出液溜めのタンク
内に中央部を開口した截頭倒円錐状分離円板を設
け、移送液中の混入粒子を前記分離円板と吐出液
溜めタンク内の液の回転遠心力により分離して軸
受部を保護するように構成したことを特徴とした
立軸磁気結合ポンプを提供するものである。

以下、その詳細を第１図の実施例について説明
する。

第１図において、１は原動機、２は磁石装着部
材、３は駆動永久磁石、４は被駆動永久磁石で、
ポンプ軸５に磁石装着部材６を介して取り付けら
れている。７は非磁性体の隔壁で駆動永久磁石と
前記被駆動永久磁石の相互磁気吸引力による回転
を非接触状態に区画する。

区画壁８はポンプ内部をポンプ室９と吐出液溜
めタンク１０に分離区画するものであつて、該区
画壁８にはポンプ駆動時ポンプ室内９内の旋回流
によつて吐出液溜めタンク１０内にも旋回流を生
起せしめるように複数個の開口部１１を穿設す
る。実際には、図示の通り、両室９と１０の円周
内壁２９と３０に近接させて、該開口部１１を設
けるものとする。１２は吐出液溜めタンクと一体
に構成した分離円板であつて、図に示すように前
記開口部１１の上方を覆うような状態に設けてあ
る。この分離円板は吐出液溜めタンク１０の内周
内壁３０から中央部に向つて擂鉢状（截頭倒円錐
状）に設けてあり、中央部には円形状の開口部を
有している。この分離円板は吐出液溜めタンクと
一体に作製せず、取りはずし可能に製作しても良
い。吐出液溜めタンクの内面と分離円板の表面は
出来るだけ平滑に仕上げ、突起物等を有しないよ
うに略ぼ完全な平滑面となるように作製する必要
がある。

インペラ１３は、オープンタイプの形状を用い
て、前記側壁８にて区画されて被駆動永久磁石４
の反対側のポンプ軸端５′に固着されている。

区画壁８の中央部に、吐出液溜めタンクの中央
に位置するように軸受１４を設ける。１５はオー
プンタイプのインペラの前面に対面して、ポンプ
ケーシング壁面１６に取り付けた摺動材であり、
実施例では摺動材１５を炭化けい素材として、イ
ンペラ１３をセラミツク（Al₂O₃）材としてい
る。

前記ポンプケーシング壁面を耐摩耗材料とすれ
ば、前記摺動材は不用である。（以後摺動材が取
り付いている状態についてもポンプケーシング壁
面とだけ表現する。） １７は撹拌補助羽根で、軸受１４の上部よりわ
ずかに上の位置でポンプ軸に取り付けられる。

１８ａ，１８ｂはＯリングである。液は吸込口
１９からポンプ室内に入り、インペラによつてエ
ネルギーを与えられ、ポンプ吐出口２０から送液
されるのであるが、一部は吐出液溜めタンク内に
分流して軸と軸受間を通つてポンプ室内に戻る。

２１は空気抜きプラグ、２２は架台である。

次いで第１図に従つて作動を説明すると、第１
図はポンプの運転中の状態を示したもので、吸込
口から流入した液はインペラで圧力エネルギーを
得てポンプ吐出口から流出するが、運転中は下向
きの軸方向推力を受けて、オープンタイプのイン
ペラ前面とポンプケーシング壁面とは接触摺動し
て回転する。この状態の時、駆動永久磁石と被駆
動永久磁石の両端面は第１図のｅの値のずれを有
している。運転が停止して軸方向推力が取り除か
れると、上記ｅの値のずれは磁石相互吸引力によ
つて小さくなり、インペラをポンプ室内にほぼ浮
かした状態に保持する。従つて一般の磁気結合ポ
ンプに見られるスラスト軸受（例えば第２図の２
６および２７）はまつたく必要としない。

次いで吐出口へ送液される液から分離して、一
部の軸受潤滑液は矢印２３，２３ａ，２３ｂに沿
つて区画壁の開口部を通り、吐出液溜めタンクの
内に上昇して来るが、液中の混入粒子の一部は分
離円板に衝突して分離される。

前記区画壁の開口部面積は軸受潤滑に必要な液
流量の通過速度が混入粒子の沈降速度より遥かに
遅くなるように決定してある。（実施例では砂利
粒子の沈降速度1/10の通過速度とし、開口部は４
ケ所に設けてある。） 前記分離円板にて分離されずに吐出液溜めタン
ク内に入つて来た混入粒子はタンク内で回転する
液中から旋回流による遠心力効果でタンク内の外
壁に貼り付いた状態で分離され、徐々に沈降して
分離円板の擂鉢状傾斜面に沿つて落下して、擂鉢
状（截頭倒円錐状）分離円板中央の円形状開口部
から区画壁の上に落ち、さらに遠心力で外周に運
ばれて、再び開口部からポンプ室内に戻る。

前記分離円板を有しない状態での実験結果で
は、前記区画壁の開口部から衝撃的に上昇して来
る混入粒子が軸受部に到達する欠点と、吐出液溜
めタンク内の回転の乱れから遠心力効果が不充分
であることで効果的な結果を得られなかつた。

この分離円板の形状は、本発明の効果を逸脱す
ることなしに多くの変形を作り得るものである。

吐出液溜めタンクの中央部に設けられた軸受部
は、遠心力効果の中心部であり、有害な混入粒子
がほとんど除かれた潤滑液のみが送られ軸と軸受
間を通つてポンプ室内のインペラ後面部に戻され
る。

吐出液溜めタンク内の液体の回転速度は毎分
200回転から300回転に設計してあるが、回転速度
の調整のために補助的な役目を受け持つ撹拌補助
羽根を軸受の上部に取り付けて回転させてある。

弱スラリーの混入液に対しては、この撹拌補助
羽根が無くてもインペラによるポンプ室内の液回
転が伝達されることで実用上充分の遠心力効果を
有している。

本発明は以上のように構成することにより、粒
子混入液から軸受潤滑液を分離することに成功
し、従来磁気結合ポンプでは不可能と考えられて
いたスラリー混入化学液、若しくは結晶性粒子混
入の化学液を移送することを可能とした効果を有
するものであり、更にオープンタイプのインペラ
前面を対面するポンプケーシング壁面と接触摺動
して回転するように構成した結果、インペラ外周
の高圧液がインペラ中心部の低圧部へ逆流するこ
とを防ぎ、かつギヤツプ間にスラリー粒子の堆積
することを防いだため、摺動部の摩耗を予測以上
に少くする効果を挙げ得た。

さらに、オープンタイプのインペラの前面とポ
ンプケーシング壁面の接触摺動により、流入液が
漏れることなくインペラの吸込口（目玉部分）か
らインペラ外周部へ送液されることで強力な吸引
力が得られ、加えて、円板摩擦損失と漏水損失を
減らして、高効率を副次的な効果として得ること
が出来る。

本発明のオープンタイプのインペラの前面をポ
ンプケーシング壁面と接触摺動して回転させる観
念は従来の一般用磁気結合ポンプに、そのまま応
用することが出来るものであり、保守点検を簡単
迅速にすると同時に高効率を期待し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図である。
第２図は従来技術の問題点を説明するための図面
であつて、本発明者の実開昭56−88989号考案の
縦断面図である。 １……原動機、３……駆動永久磁石、４……被
駆動永久磁石、５……軸、７……非磁性体の隔
壁、８……区画壁、９……ポンプ室、１０……吐
出液溜めタンク、１１……開口部、１２……分離
円板、１３……インペラ、１４……軸受、１５…
…摺動材、１６……ポンプケーシング壁面、１７
……撹拌補助羽根、２４……ポンプ室内吐出口、
２５……吐出液タンク、２６，２７……スラスト
軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原動機側の駆動永久磁石とポンプ内部の被駆
   動永久磁石との間を非磁性体の隔壁で区画する立
   軸磁気結合ポンプにおいて、 ポンプ内部をポンプ室と吐出液溜めタンクとに
   区画する区画壁を設けて、該区画壁にポンプのイ
   ンペラのための軸受を設置し、而かも、ポンプ駆
   動時ポンプ室内の旋回流によつて吐出液溜めタン
   ク内にも旋回流を生起せしめるように、該吐出液
   溜めタンクとポンプ室との間の区画壁の所要個所
   に開口部を穿設すると共に、吐出液溜めタンクに
   は、前記軸受と同心的に截頭倒円錐状の分離円板
   を、吐出液溜めタンクの円周内壁から突設せしめ
   た ことを特徴とした立軸磁気結合ポンプ。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の立軸磁気結合
   ポンプにおいて、前記吐出液溜めタンク１０内
   に、ポンプ軸５に補助羽根１７を、前記軸受１４
   より少許上方の位置に取着けたことを特徴とする
   立軸磁気結合ポンプ。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の立軸磁気結合
   ポンプにおいて、オープンタイプのインペラ前面
   を、対面するポンプケーシング壁画１６、もしく
   はポンプケーシング壁面に取り付けた摺動材１５
   と接触摺動して回転するようにしたことを特徴と
   した立軸磁気結合ポンプ。