(57)【要約】【課題】液漏れをせずスラリー濃度が高い被送流体をも輸送可能な無漏洩ポンプの提供。【解決手段】回転軸１８が磁力回転するマグネット式の無漏洩ポンプ１において、回転軸１８の前部を収容するケーシングの前室１６ｆと、回転軸１８の後部を収容するケーシングの後室１６ｂとの間をメカニカルシール２８によりシールし、後室１６ｂ内に潤滑液を充填し、この潤滑液により後室１６ｂ内にある回転軸１８の軸受２６ａ、２６ｂ、スラストブッシュ５０を潤滑する。保持部３８に形成された羽根４８を回転させて潤滑液に遠心力を与え、この遠心力により潤滑液を後室１６ｂと潤滑液タンク５８との間で循環させるとともに、潤滑液タンク５８内のフィルター６２により潤滑液を濾過する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に回転軸を備え、回転軸の前部にインペラを装着し、回転軸の後部に軸受とインナーマグネットを装着し、インナーマグネットと対向して配置されたアウターマグネットの回転により回転軸が磁力回転する無漏洩ポンプであって、
回転軸の前部を収容するケーシングの前室と、回転軸の後部を収容するケーシングの後室との間はメカニカルシールによりシールされており、
ケーシングの後室内には軸受を潤滑する潤滑液が充填されていることを特徴とする無漏洩ポンプ。
【請求項２】
ケーシングの後室内で回転軸とともに回転するインナーマグネットの保持部が潤滑液をケーシングの後室内で強制的に循環させる圧力発生機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無漏洩ポンプ。
【請求項３】
潤滑液タンクと、潤滑液タンクからケーシングの後室に潤滑液を供給する管路と、ケーシングの後室から潤滑液タンクへ潤滑液を戻す管路と、ケーシングの後室に供給される潤滑液を濾過する濾過部とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の無漏洩ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子成分を含む流体の輸送に用いられる無漏洩ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被送流体の液漏れを防止するために、ポンプの軸封構造にはグランドパッキンやメカニカルシールが用いられている。しかし、これらの軸封構造により被送流体の液漏れを完全に防止することは困難である。そこで、ノンシール構造の無漏洩ポンプを用いることで、被送流体の液漏れの完全な防止が図られている。ノンシール構造の無漏洩ポンプには、回転軸を磁力回転させるとともに、軸受を被送流体で潤滑するマグネット方式のものがある（例えば、特許文献１を参照）。この無漏洩ポンプでは、回転軸の軸受に潤滑溝が形成され、この潤滑溝を流れる被送流体が軸受を潤滑している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―３２４９６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軸受を被送流体で潤滑するノンシール構造の無漏洩ポンプにおいては、以下に述べる問題点があった。
被送流体が粒子を含む場合、この粒子により潤滑溝が閉塞するおそれがある。このため、ノンシール構造の無漏洩ポンプにより輸送できる被送流体はスラリー濃度が３％以下のものに限られていた。スラリー濃度が３％を超える被送流体の輸送には、グランドパッキンやメカニカルシールが軸封構造として用いられているポンプを使用することとなり、被送流体の液漏れを完全に防止できなかった。
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、液漏れを生じることなくスラリー濃度が高い被送流体をも輸送可能な無漏洩ポンプを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る無漏洩ポンプは、ケーシング内に回転軸を備え、回転軸の前部にインペラを装着し、回転軸の後部に軸受とインナーマグネットを装着し、インナーマグネットと対向して配置されたアウターマグネットの回転により回転軸が磁力回転する無漏洩ポンプであって、回転軸の前部を収容するケーシングの前室と、回転軸の後部を収容するケーシングの後室との間はメカニカルシールによりシールされており、ケーシングの後室内には軸受を潤滑する潤滑液が充填されている。
【０００６】
請求項１の発明によると、メカニカルシールによりケーシングの前室から被送流体がケーシングの後室へ漏れ出ることは防止されている。したがって、ケーシングの後室内の潤滑液が被送流体により汚染されることも防止されて、回転軸の軸受は清浄な潤滑液により潤滑される。
請求項２の発明に係る無漏洩ポンプは、請求項１に記載の無漏洩ポンプであって、ケーシングの後室内で回転軸とともに回転するインナーマグネットの保持部が潤滑液をケーシングの後室内で強制的に循環させる圧力発生機構を備える。
【０００７】
請求項２の発明によると、インナーマグネットの保持部の回転により加圧された潤滑液は、ケーシングの後室内を循環し、回転軸の軸受に連続して流れる。
請求項３の発明に係る無漏洩ポンプは、請求項２に記載の無漏洩ポンプであって、潤滑液タンクと、潤滑液タンクからケーシングの後室に潤滑液を供給する管路と、ケーシングの後室から潤滑液タンクへ潤滑液を戻す管路と、ケーシングの後室に供給される潤滑液を濾過する濾過部とを備える。
【０００８】
請求項３の発明によると、加圧された潤滑液は、ケーシングの後室から潤滑液タンクへ流出し、この流出量に相当する潤滑液が潤滑液タンクからケーシングの後室へ戻る。濾過部が潤滑液を濾過するので、潤滑液タンクからケーシングの後室へ戻る潤滑液は清浄な潤滑液となっている。したがって、被送流体がメカニカルシールからケーシングの後室へ漏れ出て潤滑液を汚染することがあっても、汚染された潤滑液は濾過部で濾過されて清浄な潤滑液となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１は本実施の形態に係る無漏洩ポンプの構成図であり、図２は一部を破断した保持部の後端側の端面図である。
図１に示すマグネット方式の無漏洩ポンプ１は、フロントカバー１０ｃ、フロントケーシング１０ｆ及びバックケーシング１０ｂを重ねて構成したケーシングを備える。フロントケーシング１０ｆ及びバックケーシング１０ｂはフレームアダプタ（図示略）に固定されており、フロントカバー１０ｃとフロントケーシング１０ｆとの間にはケーシングの前室１６ｆが形成されている。バックケーシング１０ｂは円筒隔壁１２と底板１４とからなる有底円筒形状をなし、バックケーシング１０ｂとフロントケーシング１０ｆとの間にケーシングの後室１６ｂが形成されている。
【００１０】
ケーシング内には回転軸１８が収容されている。回転軸１８はフロントケーシング１０ｆの回転軸孔２０を貫通しており、前室１６ｆ内にある回転軸１８の先端部分にはインペラ２２が装着されている。後室１６ｂ内において、回転軸１８の中間部分と後端部分にはスリーブ２４ａ、２４ｂがそれぞれ装着されており、スリーブ２４ａを軸受２６ａが支承し、スリーブ２４ｂを軸受２６ｂが支承している。軸受２６ａは回転軸孔２０の内周面の後室１６ｂ側の縁に装着されており、軸受２６ｂは底板１４に装着されている。
【００１１】
回転軸孔２０の前室１６ｆ側端部において、メカニカルシール２８が前室１６ｆと後室１６ｂとの間をシールしている。メカニカルシール２８の固定環３０が回転軸孔２０の内周面の前室１６ｆ側の縁に装着され、メカニカルシール２８の回転環３２が回転軸１８に装着されており、回転環３２に対して固定環３０は前室１６ｆ側に位置している。
【００１２】
回転軸孔２０内において、回転軸１８と回転軸孔２０の内周面との間に、２つの環状の小部屋３４ａ、３４ｂが固定環３０側から軸受２６ａ側にかけて並んで形成されている。小部屋３４ａ、３４ｂは後室１６ｂの一部をなし、小部屋３４ａと小部屋３４ｂとの間は壁３６により仕切られている。小部屋３４ａ内には回転環３２がある。小部屋３４ｂの壁３６と反対側はスリーブ２４ａ及び軸受２６ａにより塞がれている。
【００１３】
後室１６ｂ内で、回転軸１８のスリーブ２４ａとスリーブ２４ｂとの間には、保持部３８が装着されている。保持部３８は外筒４０と内筒４２とからなる二重円筒構造を有する。外筒４０と内筒４２との間は複数本の脚４４で連結されて隙間が形成されており、この隙間が保持部通路４６をなす。内筒４２の前端面４２ｆ側で保持部通路４６の入口４６ｉが開口し、内筒４２の後端面４２ｂ側で保持部通路４６の出口４６ｏが開口している。
【００１４】
内筒４２は回転軸１８にキー（図示略）により固定されている。内筒４２の後端面４２ｂ上には、スラストブッシュ５０が軸受２６ｂと隣りあって装着されている。
外筒４０内にはインナーマグネット６４が埋設されている。外筒４０の後端面４０ｂ上には、後端面４０ｂの内周側縁から外周側縁まで連続する複数枚の羽根４８が圧力発生機構として形成されている。外筒４０の前端面４０ｆとフロントケーシング１０ｆの背面との間には隙間５２ａ、外筒４０の外周面と円筒隔壁１２の内周面との間には隙間５２ｂ、外筒４０の後端面４０ｂと底板１４との間には隙間５２ｃが形成されており、隙間５２ａ、隙間５２ｂ及び隙間５２ｃは互いに連続している。
【００１５】
外筒４０の前端面４０ｆ側の内周面の縁とフロントケーシング１０ｆの背面との間にはラビリンスが形成されており、このラビリンスが隙間５２ａと保持部通路４６の入口４６ｉとの間をシールしている。
軸受２６ａの内周部及びスリーブ２４ａの側壁部には、小部屋３４ｂから保持部通路４６の入口４６ｉまで連続する溝が形成されており、この溝が連通路５４ａをなしている。
【００１６】
底板１４内には底板通路５６が形成されている。底板通路５６の一端は保持部通路４６の出口４６ｏと向かい合って底板１４の内側面上に開口し、他端は回転軸１８の後端面１８ｂと底板１４の内側面との間の隙間５２ｄに開口している。軸受２６ｂの内周部及び内筒４２の後端面４２ｂに固定されたスラストブッシュ５０の側壁部には、隙間５２ｄから保持部通路４６の出口４６ｏまで連続する溝５７が形成されており、この溝５７と底板通路５６が隙間５２ｄを介して連なり、連通路５４ｂをなしている。
【００１７】
フロントケーシング１０ｆ内には連通路５４ｃが形成されており、連通路５４ｃの一端は隙間５２ａに開口し、他端は小部屋３４ａに開口している。
ケーシングの外に潤滑液タンク５８が形成されており、潤滑液タンク５８内には濾過部としてのフィルター６２が備わっている。潤滑液タンク５８は供給配管６０ｓを介して小部屋３４ｂとつながり、戻り配管６０ｒを介して小部屋３４ａとつながっている。そして、後室１６ｂ内は、潤滑液タンク５８から供給された潤滑液ですべて充填されている。
【００１８】
円筒隔壁１２の外側にはアウターマグネット６６がインナーマグネット６４と対応して配置されており、アウターマグネット６６はフレームアダプタに設けられた回転駆動軸６８により回転可能に支持されている。
次に、作用について説明する。
アウターマグネット６６を回転させると、インナーマグネット６４が磁気的に同期して保持部３８とともに回転し、回転軸１８も回転する。回転軸１８とともにインペラ２２が回転し、被送流体が前室１６ｆから吐出される。
【００１９】
図１に示すように、保持部３８が回転すると、外筒４０の羽根４８が回転し、隙間５２ｃ内の潤滑液は遠心力が働いて高圧となり、隙間５２ｂを通って隙間５２ａへ流れる。
隙間５２ａへ流れた高圧の潤滑液は連通路５４ｃを通って小部屋３４ａへ流れ、さらに戻り配管６０ｒを通って潤滑液タンク５８へ流れる。小部屋３４ａ内にはメカニカルシール２８の回転環３２があり、回転環３２と固定環３０の摺接部分へ高圧の潤滑液が流れ、この摺接部分は常に潤滑液により潤滑されている。
【００２０】
潤滑液が隙間５２ａへ流れ出た後の隙間５２ｃへは、保持部通路４６から潤滑液が連続して流れる。保持部通路４６へは低圧の潤滑液が潤滑液タンク５８から供給配管６０ｓ、小部屋３４ｂ及び連通路５４ａを通って流れる。連通路５４ａを流れる潤滑液は軸受２６ａの潤滑を行う。
保持部通路４６の出口４６ｏを出た潤滑液の一部は底板通路５６から溝５７まで連通路５４ｂを流れる。溝５７を流れる潤滑液は軸受２６ｂ及びスラストブッシュ５０の潤滑を行う。
【００２１】
メカニカルシール２８が前室１６ｆと後室１６ｂとの間をシールしているが、前室１６ｆから被送流体が後室１６ｂ内へ漏れ出るのを完全に防止することは困難である。前室１６ｆから後室１６ｂ内へ漏れ出た被送流体は小部屋３４ａ内へ入り、小部屋３４ａ内の潤滑液を汚染する。この汚染された潤滑液は戻り配管６０ｒを通って潤滑液タンク５８へ流れてフィルター６２によって濾過され、清浄となった潤滑液が後室１６ｂへ循環供給される。
【００２２】
したがって、被送流体中の粒子が軸受２６ａ、軸受２６ｂ及びスラストブッシュ５０の潤滑を阻害することはなく、スラリー濃度が３％を超える被送流体でも無漏洩ポンプ１によって液漏れを起こすことなく輸送できる。
また、潤滑液によって潤滑されている軸受２６ａ、軸受２６ｂ及びスラストブッシュ５０を、砲金や樹脂等により形成することが可能であり、セラミックスにより形成する場合と比べてコストが安くなる。
【００２３】
さらに、メカニカルシール２８が前室１６ｆと後室１６ｂとの間をシールするので、軸受２６ａ、軸受２６ｂを前室１６ｆ近くに配置でき、回転軸１８を安定して支承でき、回転軸１８の高速回転が可能となる。
なお、本実施の形態において、脚４４を軸流羽根の形状とし、脚４４により潤滑液を加圧することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の無漏洩ポンプは、液漏れを生じることなくスラリー濃度が高い被送流体をも輸送できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す無漏洩ポンプの構成図である。
【図２】一部を破断した保持部の後端側の端面図である。
【符号の説明】
１    無漏洩ポンプ
１０ｃ    フロントカバー
１０ｆ    フロントケーシング
１０ｂ    バックケーシング
１２    円筒隔壁
１４    底板
１６ｆ    ケーシングの前室
１６ｂ    ケーシングの後室
１８    回転軸
１８ｂ    回転軸の後端面
２０    回転軸孔
２２    インペラ
２４ａ、２４ｂ    スリーブ
２６ａ、２６ｂ    軸受
２８    メカニカルシール
３０    固定環
３２    回転環
３４ａ、３４ｂ    小部屋
３６    壁
３８    保持部
４０    外筒
４２    内筒
４４    脚
４６    保持部通路
４８    羽根
５０    スラストブッシュ
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ    隙間
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ    連通路
５６    底板通路
５７    溝
５８    潤滑液タンク
６０ｒ    戻り配管
６０ｓ    供給配管
６２    フィルター
６４    インナーマグネット
６６    アウターマグネット
６８    回転駆動軸
【図１】
2004360576.tif 000003
【図２】
2004360576.tif 000004